الوجبات الجاهزة الرئيسية
- كشف بحث جديد عن طريقة لصنع بتات كمومية باستخدام البلورات.
- يمكن أن يساعد الاكتشاف في إطلاق العنان لإمكانات ثورة الحوسبة الكمومية.
- لكن الخبراء يقولون إنه لا يجب أن تتوقع أن تحل أجهزة الكمبيوتر الكمومية محل الكمبيوتر المحمول في أي وقت قريبًا.
يستغل الفيزيائيون الطرق الغريبة التي تتفاعل بها الذرات مع بعضها البعض لبناء حواسيب كمومية.
قد تساعد العيوب الذرية في بعض البلورات في إطلاق العنان لإمكانات ثورة الحوسبة الكمومية ، وفقًا لاكتشافات قام بها باحثو جامعة نورث إيسترن.قال العلماء إنهم اكتشفوا طريقة جديدة لصنع قطعة كمومية باستخدام البلورات. التقدم في التقنيات الكمومية ، التي تنشر خصائص فيزياء الكم تسمى التشابك ، يمكن أن تسمح بأجهزة أكثر قوة وكفاءة في استخدام الطاقة.
"التشابك هي كلمة خيالية لإنشاء علاقة بين الجسيمات تجعلها تتصرف كما لو كانت مرتبطة ببعضها البعض" ، هذا ما قاله فينسينت بيرك ، CRO & CSO من شركة الحوسبة الكمومية Quantum Xchange لـ Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني.
"هذه العلاقة خاصة لأنها تسمح للإجراءات على جزء ما أن يكون لها تأثير على آخر. هذا هو بالضبط المكان الذي تظهر فيه قوة الحساب: عندما يمكن أن تتغير حالة شيء ما أو تؤثر على حالة آخر في الواقع ، بناءً على رابط التشابك المجنون هذا ، يمكننا تمثيل جميع النتائج المحتملة لعملية حسابية في عدد قليل من الجسيمات."
بت الكم
أوضح الباحثون في ورقة بحثية حديثة في Nature أن العيوب في فئة معينة من المواد ، على وجه التحديد ، ثنائية الكالكوجينيدات المعدنية الانتقالية ثنائية الأبعاد ، تحتوي على الخصائص الذرية لصنع بت كمي ، أو كيوبت باختصار ، وهو المبنى كتلة لتقنيات الكم.
"إذا تمكنا من تعلم كيفية إنشاء كيوبتات في هذه المصفوفة ثنائية الأبعاد ، فهذه مشكلة كبيرة ،" كما قال آرون بانسيل ، أستاذ الفيزياء في جامعة نورث إيسترن والمؤلف المشارك في البحث ، في الأخبار الافراج.
بحث بانسيل وزملاؤه مئات من مجموعات المواد المختلفة للعثور على تلك القادرة على استضافة كيوبت باستخدام خوارزميات الكمبيوتر المتقدمة.
"عندما نظرنا إلى الكثير من هذه المواد ، في النهاية ، وجدنا فقط عددًا قليلاً من العيوب القابلة للحياة - حوالي عشرة أو نحو ذلك ،" قال بانسيل. "كل من المادة ونوع العيب مهمان هنا لأنه من حيث المبدأ هناك العديد من أنواع العيوب التي يمكن إنشاؤها في أي مادة."
أحد الاكتشافات الهامة هو أن ما يسمى بعيب "المضاد" في أفلام ثنائي الكالكوجينيدات المعدني الانتقالي ثنائي الأبعاد يحمل معه شيئًا يسمى "الدوران". يصف السبين ، المعروف أيضًا باسم الزخم الزاوي ، خاصية أساسية للإلكترونات محددة في إحدى حالتين محتملتين: لأعلى أو لأسفل ، كما قال بانسيل.
أحد المبادئ الأساسية لميكانيكا الكم هو أن أشياء مثل - الذرات والإلكترونات والفوتونات - تتفاعل باستمرار إلى حد أكبر أو أقل ، كما قال مارك ماتينجلي سكوت ، المدير الإداري لمنطقة أوروبا والشرق الأوسط وإفريقيا في شركة Quantum Brilliance في البريد الإلكتروني.
إذا تمكنا من تعلم كيفية إنشاء كيوبتات في هذه المصفوفة ثنائية الأبعاد ، فهذه صفقة كبيرة وكبيرة.
"تستغل أجهزة الكمبيوتر الكمومية هذا الترابط بين الكيوبتات ، والتي تعد في الأساس أبسط نظام ميكانيكي كمي ممكن ، لزيادة عدد الحلول التي يمكننا استكشافها بشكل متوازٍ عندما نقوم بتشغيل برنامج كمي ،" أضاف.
قفزة الكم
على الرغم من الاختراق الأخير في الكيوبتات ، لا تتوقع أن تحل أجهزة الكمبيوتر الكمومية محل الكمبيوتر المحمول في أي وقت قريب. قال مايكل رايمر ، أستاذ الفيزياء في جامعة أوريغون الذي يدرس الحوسبة الكمومية ، لموقع لايف واير في رسالة بالبريد الإلكتروني ، إن الباحثين ما زالوا لا يعرفون أفضل نظام فيزيائي لبناء جهاز كمبيوتر كمي.
"من المحتمل أنه في العقد المقبل ، لن يكون هناك مراقبة جودة عالمية واسعة النطاق يمكنها حل أي مشكلة كمومية مطروحة بشكل جيد ،" قال رايمر. "لذلك ، يقوم الأشخاص ببناء نماذج أولية باستخدام منصات 'مواد متنوعة'."
بعض النماذج الأولية الأكثر تقدمًا تستخدم الأيونات المحاصرة ، بما في ذلك تلك التي صنعتها شركات مثل ionQ و Quantinuum. قال رايمر: "هذه لها ميزة أن جميع الذرات من نوع واحد (مثل الصوديوم) متطابقة تمامًا ، وهي خاصية مفيدة للغاية".
التطبيقات المستقبلية للحوسبة الكمومية لا حدود لها ، كما يقول المعززون.
"الإجابة على هذا السؤال تشبه الإجابة على نفس السؤال حول أجهزة الكمبيوتر الرقمية في الستينيات ،" قال رايمر. "لم يتنبأ أحد بالإجابة بشكل صحيح في ذلك الوقت ، ولا يمكن لأحد أن يفعل ذلك الآن. لكن المجتمع العلمي لديه كل الثقة في أنه إذا نجحت التكنولوجيا ، فسيكون لها نفس التأثير مثل ثورة أشباه الموصلات في التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين."
