چین یک بلوک کوانتومی شکست ناپذیر ساخت کوتاه کننده لینک: کامپیوتر های کوانتومی وعده حل مسائلی را می دهند که برای ماشین های امروزی غیرقابل حل هستند، اما واحدهای پایه آن ها یعنی کیوبیت ها خیلی شکننده اند. حتی یک پریشانی کوچک می تواند کل اطلاعات ظریف کوانتومی را از بین ببرد و الان، گروهی به رهبری «پان جیان وی» در دانشگاه علم و فناوری چین گام مهمی برای غلبه بر این چالش برداشته است. به گزارش کوتاه کننده لینک به نقل از ایسنا، دانشمندان چینی در جدیدترین مقاله خود، گزارش کرده اند که یک بلوک کوانتومی ساخته اند که حتی وقتی تکان داده شود، دست نخورده باقی می ماند. این موفقیت با استفاده از یک پردازنده کوانتومی ابررسانای قدرتمند و قابل برنامه ریزی به نام زوچونگژی ۲ (Zuchongzhi 2) محقق شده است. اهمیت بلوک کوانتومی شکست ناپذیر به نقل از آی ای، برای درک اهمیت این کار، تصور کنید می خواهید یک حباب صابون را در صورتیکه از میان یک اتاق شلوغ عبور می کنید، سالم نگه دارید. حفظ کردن اطلاعات کوانتومی حدودا همین قدر دشوار است. روش های سنتی اصلاح خطا کمک می کنند، اما پیچیده اند و به تعداد زیادی کیوبیت اضافی نیاز دارند. گروه پان رویکرد متفاوتی در پیش گرفت: استفاده از توپولوژی، شاخه ای از ریاضیات که خصوصیت های کلی شکل ها را بررسی می کند. در فازهای توپولوژیک ماده، برخی خصوصیت ها به صورت شگفت انگیزی مقاوم می شوند، چونکه به خصوصیات کلی وابسته اند نه به جزئیات شکننده و حساس. محققان پیشتر مواد توپولوژیکی را بررسی نموده بودند که حالت های محافظت شده آنها در لبه ها ظاهر می شوند. اما گروه چینی بدنبال چیزی دشوارتر بود: فازهای توپولوژیک مرتبه بالاتر، جایی که حالت های محافظت شده در نواحی کوچک تر، مثل گوشه ها، جمع می شوند. این «حالت های گوشه ای» کاملا شکست ناپذیر نیستند، اما می توانند در مقابل آشفتگی، مقاوم تر از حالت های کوانتومی معمولی باشند. چالش ویژه این پروژه آن بود که گروه روی نسخه های غیرتعادلی این فازها تمرکز کرد. سیستم هایی که دائما درحال تحول یا تحت نیروهای خارجی هستند، نه این که در یک حالت پایدار قرار بگیرند. چنین فازهایی به صورت طبیعی در مواد رخ نمی دهند و دانشمندان ابزارهای قابل اعتمادی برای آزمایش یا مشاهده آنها نداشتند. دستیابی به رفتار توپولوژیک مرتبه بالا برای حل این مشکل، محققان قسمتی از پردازنده ابررسانای زوچونگژی 2 را به کار گرفتند و یک شبکه ۶ در۶ کیوبیتی را به عنوان شبیه ساز کوانتومی قابل برنامه ریزی، چیدند. از آنجائیکه این پردازنده مانند یک واحد پردازش مرکزی کوانتومی قابل پیکربندی است، گروه توانست تعاملات دقیقی بین کیوبیت ها طراحی کند که ماده ای مصنوعی با رفتار توپولوژیک مرتبه بالا را شبیه سازی کند. سپس آنها دنباله ای از عملیات کنترل شده را اعمال کردند تا فازهای توپولوژیک غیرتعادلی مورد نظرشان را تولید کنند. برای آشکارسازی این فازها، به جای بررسی خصوصیت های ایستا، رفتار تکاملی کیوبیت ها را اندازه گیری کردند. با ردیابی این دینامیک ها، آنها نشانه های مشخص حالت های گوشه ای را شناسایی نمودند و تأیید کردند که هم فازهای توپولوژیک تعادلی و هم غیرتعادلی مرتبه بالا با موفقیت شبیه سازی شده اند. نویسندگان مطالعه می نویسند: در این مطالعه، ما هم فازهای توپولوژیک تعادلی و هم غیرتعادلی مرتبه بالا را با استفاده از یک پردازنده کوانتومی ابررسانای دوبعدی قابل برنامه ریزی، پیاده سازی کردیم. به بیان ساده، گروه با استفاده از یک پردازنده کوانتومی، شکلی از ماده را ساختند و بررسی کردند که به صورت طبیعی وجود ندارد و نشان داد که این ماده میزبان حالت های کوچک و محافظت شده توپولوژیکی در گوشه هاست که رفتاری متفاوت از آرایش های معمول کیوبیت دارند. چشم اندازها و چالش های آینده بلوک کوانتومی ساخته شده توسط محققان اولین نمایش آزمایشی فازهای توپولوژیک غیرتعادلی مرتبه بالا روی یک پردازنده کوانتومی قابل برنامه ریزی است. این نشان داده است که حتی پردازنده های کوانتومی امروزی با نویز زیاد می توانند به عنوان سکوی چندمنظوره برای ساخت و مطالعه حالت های عجیب ماده استفاده شوند و ابزار قدرتمندی برای آینده علم کوانتوم فراهم آورند. هرچند این کار هنوز یک کیوبیت کاملا مقاوم در مقابل خطا ایجاد نکرده است، اما مسیر امیدوارکننده ای را نشان داده است که در آن استفاده از توپولوژی برای طراحی حالت های کوانتومی که به صورت طبیعی نسبت به برخی آشفتگی ها کمتر حساس اند، به کار می رود. اگر چنین حالت های محافظت شده ای بتوانند در سخت افزار آینده مهندسی شوند، می توانند پایه ای برای حافظه یا واحدهای منطقی کوانتومی قابل اعتمادتر باشند. این امر به نوبه خود می تواند راه را برای رایانش کوانتومی در مقیاس بزرگ باز برای انجام وظایفی مانند شبیه سازی های پیچیده، طراحی مواد پیشرفته یا پژوهش در هوش مصنوعی باز کند. در عین حال، چالش های مهمی باقیمانده است. بطور مثال، حالت های گوشه ای محافظت شده ای که اینجا نشان داده شدند، در یک محیط شبیه سازی شده و کنترل شده وجود دارند نه در یک ماده فیزیکی حقیقی. پایداری آنها در مقابل نویز دنیای حقیقی هنوز نیازمند آزمایش دقیق است و این تکنیک باید بسیار فراتر از یک آرایه ۶×۶ کیوبیتی گسترش یابد تا در ماشین های عملی کاربرد داشته باشد. قدمهای بعدی شامل بررسی تعاملات بین کیوبیت ها، مطالعه فازهای توپولوژیک پیچیده تر و به کارگیری این رویکرد جهت بررسی مواد کوانتومی طراحی شده سفارشی چه در حالت تعادلی و چه غیرتعادلی خواهد بود. این مطالعه در مجله Science انتشار یافته است.حرف آخر اینکه به گزارش کوتاه کننده لینک به نقل از ایسنا، دانشمندان چینی در جدید ترین مقاله خود، گزارش کرده اند که یک بلوک کوانتومی ساخته اند که حتی وقتی تکان داده شود، دست نخورده باقی می ماند. روش های سنتی اصلاح خطا کمک می کنند، اما پیچیده اند و به تعداد زیادی کیوبیت اضافی نیاز دارند. این مطالعه در مجله Science منتشر شده است. منبع: gph.ir 1404/09/10 11:53:42 5.0 / 5 9 تگهای خبر: آزمایش , ابزار , تولید , سیستم این مطلب را می پسندید؟ (1) (0) X تازه ترین مطالب مرتبط تهدیدات پنهان در نسل جدید اسباب بازیهای هوش مصنوعی ماده برنده جایزه نوبل، باکتری ها را سوراخ می کند! محصولات سنسوری، تصویربرداری و ارتباطات کوانتومی توسعه می یابد تلسکوپ فضایی پرتاب نشده ناسا، دانشمندان را شگفت زده کرد نظرات بینندگان gph در مورد این مطلب لطفا شما هم در مورد این مطلب نظر دهید = ۹ بعلاوه ۳ ارسال نظر