מדענים מ- Forschungszentrum Jülich וממכון טכנולוגיה שבקרלסרוה גילו גילוי מהפכני לגבי חציבי "טאול יוזפסון", הם רכיבים בלתי נפרדים ממחשבים קוונטיים סופרמובים. המחקר שלהם מציין כי חציבי ה־טאול יוזפסון הללו מורכבים יותר ממה שנאמר קודם לכן.
מסורתית, חציבים אלו נתארו באמצעות מודל סינוסואידלי פשוט. אבל החוקרים מצאו כי ה"מודל סטנדרטי" הזה לא מספיק להסביר במלואו את ההתנהגות של חציבי ה־יוזפסון שנמצאים בשימוש כביטים קוונטיים. ניסוייהם מראים שדרוש מודל מורחב הכולל הרמוניקות גבוהות כדי לתאר במדויק את הזרמים התחוללים בשכבת "טאול" בין הסופרמובים.
בהקשר של המוזיקה, בדיוק כמו שחבל מכאיב מייצר גם תדר בסיסי וגם תדרים הרמוניים, חציבי ה־יוזפסון מציגים אותן אופקיות. נוכחותן של הרמוניקות הללו מביאה לתיקונים שיכולים לשפר את יציבות ה־ביטים הקוונטיים בין שתיים לשבע פעמים.
החוקרים אספו ראיות מניסויים במעבדות מרחבי העולם, כולל את אוניברסיטת קולון, אקול נורמאל סופריור בפריז וIBM קוונט בניו יורק, כדי לתמוך בממצאיהם. המאמץ המשותף הכיל צוותים רבים של מחקר ומקצועות שונים, מניסיונאים לתאורטיקאים ומדענים חומרים.
הגילוי הזה מעמיד בפניו השלכות משמעותיות על תחום החישוב הקוונטי. על ידי הבנת ומניהול אפקטים הרמוניות של יוזפסון, מחקרנים יכולים לעבוד על מנת לייצר ביטים קוונטיים יעילים ומדויקים יותר. הפחתת השגיאות על ידי סדר גודל מביא אותנו קרוב יותר להשגת המטרה הסופית של מחשב קוונטי סופרמוב מוחלט.
המחקר, שפורסם במגזין Nature Physics, מסמל יעד חשוב בשניית טכנולוגיה של מחשבים קוונטיים. הוא מדגיש את הצורך לבחן מחדש ולמתק את המודלים הקיימים כדי לגלות את המורכבויות הרקעיות של חציבי טאול יוספסון. בעזרת הבנה חדשה זו, חוקרים יכולים לקחת צעדים חיוניים בדרך לתממש את הפוטנציאל של חישוב קוונטי בתחומים שונים, כולל בקריפטוגרפיה, גילוי תרופות ובעיות אופטימיזציה.
מונחים מרכזיים שנעשה שימוש בהם במאמר:
– חציבי טאול יוזפסון: אלו הם רכיבים מרכזיים במחשבים קוונטיים סופרמובים, בהם שני סופרמובים מופרדים על ידי מחסום ישר.
– מודל סינוסואידלי: מודל פשוט השימש תמיד לתיאור התנהגותם של החציבים ה־יוספסון ומתבסס על קשר זרמים מדראי־פאזה של סינוס.
– הרמוניקות: רכיבים תדריים גבוהים של מונה תקופתי, כמו פיות מתוכן. בהקשר של חציבי טאול יוזפסון, נוכחות הרמוניקות משפיעה על ההתנהגות של הזרמים התעקלים בין הסופרמובים.
– ביטים קוונטיים (Qubits): היחידות הבסיסיות למידע במחשב קוונטי, בדומה לביטים קלסיים, אך עם היכולת להיות במספר מצבים במקביל.
– Nature Physics: מגזין מדעי המפרסם מאמרים בתחומי המדעים הפיזים.
קישורים קשורים המומלצים:
– אתר האינטרנט של פורשונגצנטרום יוליך
– אתר האינטרנט של מכון הטכנולוגיה שבקרלסרוה
– דף הבית של מגזין Nature Physics
The source of the article is from the blog crasel.tk