خبرگزاري آريا - پژوهشگران موسسه فناوري فدرال زوريخ (ETH) از يک ناظر کوانتومي براي حفظ وضعيت کيوبيت‌ها و محافظت از اطلاعات کوانتومي براي مدت زمان طولاني‌تر استفاده کردند.
پژوهشگران موسسه فناوري فدرال زوريخ (ETH) از يک ناظر کوانتومي براي حفظ وضعيت کيوبيت‌ها و محافظت از اطلاعات کوانتومي براي مدت زمان طولاني‌تر استفاده کردند.
در رايانه‌هاي معمولي براي ذخيره داده‌ها و انجام محاسبات از بيت‌هاي 0 و 1 استفاده مي‌شود، اما در رايانه‌هاي کوانتومي، کيوبيت (qubit) واحد پايه پردازش و رمزنگاري کوانتومي است. کيوبيت يک سامانه کوانتومي دوحالتي است که توسط مکانيک کوانتومي قابل توصيف است.
مکانيک کوانتومي به کيوبيت اجازه مي‌دهد که در حالت‌هاي کلاسيک 0 و 1 يا حتي ترکيبي از هر دو حالت 0 و 1 به صورت همزمان باشد.
بازي قايم باشک کوانتومي
در يک رايانه کوانتومي، محاسبات از طريق دستکاري ارزش يک کيوبيت به دست مي‌آيد و اين مسأله بستگي به ارزش کيوبيت‌هاي ديگر دارد. در بيشتر موارد، هر کيوبيت در يک سيستم يکسان هستند؛ بنابراين اگر ابزاري براي تغيير يک کيوبيت در اختيار داشته باشيم، همان ابزار مي‌تواند کيوبيت‌هاي همجوار را نيز تغيير دهد.
به عنوان مثال، يک رايانه کوانتومي شامل رشته‌اي از يون‌هاي قرار گرفته در کنار هم در يک تله است (يون‌ها، اتم‌هايي هستند که يک يا چند الکترون از دست داده يا به دست آورده‌اند). يون‌ها از طريق حرکت رو به عقب و جلو بر يکديگر اثر مي‌گذارند. اين حرکت جمعي براي جفت شدن کيوبيت‌ها با يکديگر مورد استفاده قرار مي‌گيرند، اما اين حرکت به راحتي دچار اختلال مي‌شود.
تصور کنيد که قصد داريد يون مرکزي را تنظيم کنيد؛ با تاباندن ليزر روي يون مرکزي، يک فوتون جذب مي‌شود که وضعيت کيوبيت را تغيير مي‌دهد. حال تصور کنيد که فوتوني که جذب نشده باشد، مانند توپ پينت‌بال در تله يون‌ها گرفتار شده و باعث ايجاد اختلال در همه يون‌ها مي‌شود. در نهايت اين مسأله باعث کاهش اثربخشي رفتار جمعي مورد نياز براي محاسبات کوانتومي مي‌شود.
در شرايط بدتر، فوتون پراکنده‌شده مي‌تواند به کيوبيت همجوار برخورد کرده و جذب شود. درصورتي که اين اتفاق بيافتد، با يک خطا در محاسبات مواجه خواهيد شد.
ناظر کوانتومي
براي حل اين مشکل، گروهي از پژوهشگران موسسه الکترونيک کوانتومي در ETH زوريخ در تحقيقات خود نشان دادند که چگونه مي‌توان از يک ناظر کوانتومي (quantum bystander) براي حفظ وضعيت کيوبيت‌ها براي زمان طولاني‌تر استفاده کرد.
به جاي استفاده از يک رشته يون‌هاي يکسان، پژوهشگران از دو يون متفاوت استفاده کردند. بين هرکدام از يون‌هاي بريليم (beryllium) که براي محاسبات کوانتومي استفاده مي‌شوند، يک يون کلسيم قرار داده شد.
فوتون‌هاي پراکنده‌شده از يون‌هاي بريليم نمي‌توانند به راحتي به ساير يون‌هاي بريليم برسند، زيرا يون‌هاي کلسيم در مسير آنها قرار دارند. يون‌هاي کلسيم به يک رنگ کاملا متفاوت نور نياز دارند، بنابراين نور پراکنده‌شده از يون بريليم باعث تغيير وضعيت کوانتومي يون کلسيم نمي‌شود، درحالي که نور پراکنده‌شده از يون‌هاي کلسيم نيز بر يون‌هاي بريليم اثر نمي‌گذارند.
با اين حال يون‌هاي همجوار به طورکامل از يکديگر جدا نيستند. کيوبيت‌ها همچنان از طريق حرکت يون‌ها، جفت مي‌شوند. در اين شرايط، يون کلسيم وارد عمل مي‌شود. زماني که يون‌ها نور را جذب يا پراکنده مي‌کنند، ضربه‌اي را دريافت مي‌کنند که حرکت آنها را سريع‌تر مي‌کند.
حرکت يون‌هاي کلسيم بايد کنترل شوند، به طوري که ارتباط بين کيوبيت‌ها نيز تحت کنترل قرار بگيرد. براي اين کار، پژوهشگران از ليزر براي کند کردن حرکت يون‌هاي کلسيم استفاده کردند و در نتيجه، تمام يون‌ها تحت کنترل قرار گرفتند.
در اين شرايط (استفاده از يون بريليم و يون کلسيم)، نرخ از دست دادن اطلاعات 20 برابر کندتر از زماني است که از دو يون بريليم استفاده مي‌شود.
مترجم: معصومه سوهاني
منبع: arstechnica- سيناپرس
صفحات پر بازدید:
نمونه کارهای سئو و بهینه سازی وب سایت