در یک پیشرفت شگرف برای علم کوانتوم، محققان با موفقیت یک آرایه انبرک نوری ساختند که قادر به داماندازی بیش از ۶۱۰۰ کیوبیت اتمی با همدوستی بسیار بالا است. این دستاورد رکوردهای پیشین را شکسته و گامی مهم در مسیر ساخت کامپیوترهای کوانتومی قدرتمند و مقاوم در برابر خطا محسوب میشود. ⚛️
سالهاست که رقابت در حوزه کامپیوترهای کوانتومی نه تنها بر افزایش تعداد کیوبیتها، بلکه بر بهبود کیفیت آنها نیز متمرکز بوده است. این سیستم جدید در هر دو زمینه عملکردی فوقالعاده دارد و استانداردهای جدیدی را برای معیارهای کلیدی تعیینکننده قدرت و قابلیت اطمینان یک پردازنده کوانتومی تعریف میکند.
چه چیزی این پیشرفت را خاص میکند؟
- مقیاس عظیم: این سیستم بیش از ۶۱۰۰ اتم مجزا را در آرایهای متشکل از تقریباً ۱۲۰۰۰ «انبرک» پرتو لیزر به دام میاندازد. این مقیاس بیسابقه، قدرت محاسباتی خام مورد نیاز برای حل مسائل پیچیده را فراهم میکند.
- همدوستی رکوردشکن: کیوبیتهای اتمی توانستند حالتهای کوانتومی حساس خود را به مدت ۱۲.۶ ثانیه حفظ کنند—این یک رکورد جدید برای کیوبیتهای هایپرفاین در یک سیستم انبرک نوری است. زمان همدوستی طولانیتر به معنای زمان بیشتر برای انجام محاسبات پیچیده قبل از از دست رفتن اطلاعات است.
- پایداری و دقت استثنایی: اتمها در دمای اتاق به مدت حدود ۲۳ دقیقه پایدار نگه داشته شدند. علاوه بر این، محققان توانستند حالت کیوبیتها را با نرخ بقای تصویربرداری ۹۹.۹۸۹۵۲٪ و دقت بالای ۹۹.۹۹٪ بخوانند. این دقت تقریباً کامل برای کسب نتایج قابل اعتماد و پیادهسازی تصحیح خطا حیاتی است.
هموار کردن مسیر برای معماری کوانتومی جدید
فراتر از این اعداد شگفتانگیز، این تیم تکنیکهای ضروری برای یک معماری محاسبات کوانتومی مقیاسپذیر «مبتنی بر ناحیه» (zone-based) را به نمایش گذاشتند. این رویکرد شامل جابجایی دقیق کیوبیتها در سراسر آرایه است که به آنها اجازه میدهد در نواحی پردازشی مشخص با یکدیگر تعامل داشته باشند بدون آنکه همدوستی خود را از دست بدهند. این فرآیند را میتوان به یک صفحه شطرنج کوانتومی بسیار پیشرفته تشبیه کرد که در آن اتمها برای انجام عملیاتهای خاص جابجا میشوند.
این پژوهش، در کنار سایر پیشرفتهای اخیر، قویاً نشان میدهد که دوران محاسبات کوانتومی جامع با هزاران کیوبیت فیزیکی— تعدادی که برای شروع پیادهسازی تصحیح خطای کوانتومی قوی کافی است— دیگر یک رویای دوردست نیست، بلکه یک چشمانداز کوتاهمدت است. این امر میتواند راه را برای حل مسائلی که در حال حاضر حتی برای قدرتمندترین ابرکامپیوترها نیز غیرقابل حل هستند، باز کند.
اطلاعات بیشتر در مقاله اصلی: