کشف روش جدید برای ذخیره سازی داده ها / رایانه های کوانتومی کاربردی تر می شوند

کشف جدید دانشمندان راه توسعه رایانه های کوانتومی را هموار کرد.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری نوتیفیکیت به نقل از نیو اطلس دانشمندان راهی برای افزایش قدرت رایانه های کوانتومی و درعین حال کنترل آسان تر آن ها پیدا کرده اند.

دانشمندان دریافتند که با ذخیره سازی داده ها به چهار روش مختلف روی یک اتم، می توانند قدرت پردازش کوانتومی بیشتری را در فضای کوچک تر قرار دهند. این روش جدید می تواند روش استفاده از رایانه های کوانتومی را در آینده متحول کند.

رایانه های سنتی، اطلاعات را به صورت صفر و یک پردازش و ذخیره می کنند، رایانه های کوانتومی هم می توانند همین کار را انجام دهند و بنابراین می توانند مسایلی را که برای ماشین های معمولی بسیار پیچیده هستند، حل کنند. دلیلش این است که کامپیوتر های کوانتومی می توانند اطلاعات را در یک برهم نهی صفر و یک هم زمان پردازش کنند. با این حال، کار با این بیت های کوانتومی (کیوبیت) آسان نیست، به خصوص که استفاده از آنها در کامپیوتر های کوانتومی بیشتر شده است. خبر خوب این است که دانشمندان دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) سیدنی راهی برای نوشتن داده ها روی یک کیوبیت (یک اتم) به چهار روش مختلف یافته اند که وابسته به نیاز همان لحظه است. این یک گام مهم در کاربردی تر کردن رایانه های کوانتومی برای استفاده روزمره است.

اتم موردبحث از عنصری به نام آنتیموآن است که می تواند در یک تراشه سیلیکونی کاشته شود و جایگزین یکی از اتم های سیلیکون شود. دلیل انتخاب این اتم برای این کار این بود که هسته آن دارای هشت حالت اتمی مجزاست که می توان از آنها برای رمزگذاری داده های کوانتومی استفاده کرد. آنتیموان دارای خواص ویژه ای است که به آن امکان می دهد اطلاعات را به 16 روش مختلف ذخیره کند. آنتیموآن می تواند در یک تراشه رایانه ای جای بگیرد و این بدان معناست که دانشمندان می توانند یک کامپیوتر کوانتومی را تنها با یک قطعه آنتیموان بسازند، درحالی که سایر مواد برای انجام همان کار به چهار قطعه نیاز دارند.

اما پیشرفت غیرمنتظره در این مطالعه آن است که دانشمندان با کشف چگونگی کنترل اتم ها با استفاده از روش های مختلف، به دستاورد مهمی رسیده اند. آنها دریافتند که الکترون را می توان با یک میدان مغناطیسی نوسانی کنترل کرد. یک روش تشدید مغناطیسی، مانند روشی که در دستگاه های ام آر آی استفاده می شود و می تواند چرخش هسته اتم را دستکاری کند. همچنین می توان از میدان الکتریکی برای کنترل هسته استفاده کرد؛ و درنهایت، آنها به تکنیکی به نام «کیوبیت های فلیپ فلاپ» رسیدند که به هسته و الکترون اجازه می دهد تا با کمک یک میدان الکتریکی در مقابل یکدیگر کنترل شوند.

این مطالعه به «افزایش چگالی» رایانه های کوانتومی و جمع آوری کیوبیت های بیشتر در فضای کوچک تر کمک می کند. تیم محقق این مطالعه قصد دارد در مرحله بعد، از این اتم ها برای رمزگذاری کیوبیت های منطقی استفاده کند که در نهایت راه را برای رایانه های کوانتومی کاربردی تر هموار می کند.