یافته جدید محققان:
حل چند مشکل اصلی در کامپیوترهای کوانتومی
محققان دانشگاه دوک چند چالش مختلف در مسیر ساخت کامپیوترهای کوانتومی را رفع کردند. آنها ترفندی برای کنترل کیوبیتها ارائه کردند.
محققان دانشگاه دوک چند چالش مختلف در مسیر ساخت کامپیوترهای کوانتومی را رفع کردند. آنها ترفندی برای کنترل کیوبیتها ارائه کردند.
به گزارش مرکز اطلاع رسانی و روابط عمومی معاونت علمی وفناوری رئیس جمهوری بخش فناوری های همگرا(Enbics)؛ محققان آزمایشگاه فتونیک پیشرفته جانگسانگ کیم به یکی از پیچیدهترین چیدمانهای نوری جهان دست یافتند. این گروه روی پروژه 5 ساله با بودجه چند میلیون دلاری کار میکنند تا مشکل زوال کیوبیتها را در سیستمهای محاسبات کوانتومی حل کنند.
حل این مشکل یک دستاورد دیگر از تیم تحقیقاتی کیم از دانشگاه دوک است. کیم میگوید: «در دهه 1940، محققان دریافتند که میتوان از یک لوله خلاء بهعنوان سوئیچ استفاده کرد. سپس از آن بهعنوان گیت منطقی استفاده کردند و با اتصال آنها به هم، یک مدار منطقی ساختند. این دقیقا کاری است که ما روی پردازشگرهای کوانتومی در حال اعمال هستیم. ما نشان دادیم این سیستم در کامپیوترها کار میکند و قدم بعد این است که ابعاد آن را کاهش دهیم.»
برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی باید این سیستم را طوری طراحی کرد که در حالتهای مختلف کار کند. در کامپیوترهای کلاسیک از یک سوئیچ الکتریکی نیمههادی برای ایجاد حالت صفر و یک استفاده میکنند. اما اسپین کوانتومی اتمی در هر لحظه میتواند جهتهای مختلفی را به خود بگیرد؛ بنابراین، کنترل دقیق آن بسیار دشوار است. این گروه تحقیقاتی موفق به کنترل دقیق اسپین شدند.
در صورتی که اتمها با محیط بیرون تماسی نداشته باشند کامپیوتر به خوبی کار میکند اما کوچکترین برهمکنشی موجب تغییر ناخواسته حالت کوانتومی میشود.
این گروه تحقیقاتی دامی ساختند که میتواند حالت کوانتومی را در یک جهت مشخص ثابت نگه دارد. از سوی دیگر یک پردازشگر کوانتومی باید به قدر کافی توان برای انجام محاسبات داشته باشد. این گروه یک دروازه دو بیتی ساختند که میتواند حالتهای بیت کوانتومی را کنترل کند.
همچنین یک کامپیوتر کوانتومی نیاز به ارائه راهکارهای خود را دارد، برای این کار باید یک سیستم اندازهگیری کوانتومی خوب ایجاد کرد. کیم و همکارانش ابزاری برای این کار ارائه کردند.
در واقع محققان این پروژه ملزوماتی که برای ساخت کامپیوتر کوانتومی نیاز است را طراحی و روی یک کامپیوتر کوانتومی آزمودند.
برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی باید این سیستم را طوری طراحی کرد که در حالتهای مختلف کار کند. در کامپیوترهای کلاسیک از یک سوئیچ الکتریکی نیمههادی برای ایجاد حالت صفر و یک استفاده میکنند. اما اسپین کوانتومی اتمی در هر لحظه میتواند جهتهای مختلفی را به خود بگیرد؛ بنابراین، کنترل دقیق آن بسیار دشوار است. این گروه تحقیقاتی موفق به کنترل دقیق اسپین شدند.
در صورتی که اتمها با محیط بیرون تماسی نداشته باشند کامپیوتر به خوبی کار میکند اما کوچکترین برهمکنشی موجب تغییر ناخواسته حالت کوانتومی میشود.
این گروه تحقیقاتی دامی ساختند که میتواند حالت کوانتومی را در یک جهت مشخص ثابت نگه دارد. از سوی دیگر یک پردازشگر کوانتومی باید به قدر کافی توان برای انجام محاسبات داشته باشد. این گروه یک دروازه دو بیتی ساختند که میتواند حالتهای بیت کوانتومی را کنترل کند.
همچنین یک کامپیوتر کوانتومی نیاز به ارائه راهکارهای خود را دارد، برای این کار باید یک سیستم اندازهگیری کوانتومی خوب ایجاد کرد. کیم و همکارانش ابزاری برای این کار ارائه کردند.
در واقع محققان این پروژه ملزوماتی که برای ساخت کامپیوتر کوانتومی نیاز است را طراحی و روی یک کامپیوتر کوانتومی آزمودند.
منبع : http://pratt.duke.edu/news/building-world%E2%80%99s-first-quantum-computer
Send to friends