دانشمندان با ترفندی جدید ثبات عملیاتی سیستم‌ کوانتومی را ۱۰ هزار برابر ارتقا دادند

سیستم کوانتومی توانایی‌های زیادی دارد، با این حال دانشمندان قادر به ساخت سیستمی با فعالیت طولانی مدت و پایدار نیستند، موضوعی که اخیرا محققان دانشگاه «شیکاگو» روی آن تمرکز و به یک موفقیت بزرگ دست پیدا کرده‌اند.

کامپیوترهای کوانتومی زمانی کارآمد می‌شوند که ما از ارتباط حالت‌‌های الکترون‌ها با یکدیگر اطلاع پیدا کنیم، با این حال دستیابی به این ارتباط که با نام «همدوسی کوانتومی» شناخته می‌شود، سخت و گران است. حالا تیمی از دانشمندان دانشگاه شیکاگو موفق به کشف راهی شده‌اند که مدت زمان همدوسی یا فعالیت این سیستم‌ها را ۱۰ هزار برابر افزایش می‌دهد.

دانشمندان ادعا کرده‌اند که راه حل آن‌ها توسط تمام سیستم‌های کوانتومی قابل استفاده است و می‌تواند انقلابی در این زمینه ایجاد کند. نویسنده ارشد این مقاله، «دیوید اوشالوم» اعلام کرده:

«این موفقیت بزرگ باعث ایجاد راه‌های جدیدی برای تحقیقات پیرامون سیستم‌های کوانتومی می‌شود. کاربرد گسترده این کشف و پیاده‌سازی ساده آن، روی بسیاری از جنبه‌های مهندسی کوانتومی تاثیر خواهد گذاشت.»

کامپیوترهای کوانتومی را به سختی می‌توان کنترل کرد. در سطح کوانتوم، کیوبیت به راحتی تحت تاثیر محیط خود قرار می‌گیرد و هرچیزی از ارتعاشات گرفته تا تغییر دما می‌توانند روی عملکرد آن‌ها تاثیر مخرب داشته باشند. برای جلوگیری از چنین مشکلاتی باید سیستم را به صورت فیزیکی ایزوله کرد یا از مواد خالص در ساخت آن‌ها استفاده کرد. هر دو روش غیر عملی هستند و به هزینه بسیار بالایی نیاز دارند.

سیستم کوانتومی

راه حل جدید دانشمندان برای سیستم‌های کوانتومی ساده‌تر از روش‌های قبلی است. نویسنده اول این مقاله، «کوین میائو» عنوان کرده:

«در این رویکرد ما به دنبال حذف نویز از محیط اطراف نیستیم و بجای آن، سیستم را فریب می‌دهیم تا فکر کند که نویزی را تجربه نمی‌کند.»

این تیم برای کنترل سیستم از پالس‌های الکترومغناطیسی و میدان مغناطیسی متناوب به صورت مداوم استفاده می‌کند. آن‌ها سپس می‌توانند این میدان مغناطیسی را به گونه‌ای تنظیم کنند که نویزها مورد توجه کامپیوتر کوانتومی قرار نگیرند. با این روش، سیستم کوانتومی می‌تواند به مدت ۲۲ میلی ثانیه کار کند که اگرچه فوق العاده کم است، اما در مقایسه با سیستم‌های قبلی ۱۰ هزار برابر مدت زمان بیشتری فعال باقی می‌ماند.

در سال‌های اخیر پیشرفت‌های زیادی درباره سیستم‌های کوانتومی صورت گرفته که برای مثال می‌توان به افزایش ۵ تا ۴۵ برابری سرعت محاسبات آن‌ها در پژوهشی جدید اشاره کرد، با این حال هنوز راه طولانی تا استفاده تجاری از آن‌ها داریم.

hamrah-mechanic

مطالب مرتبط

رونمایی D-Wave از کامپیوتر کوانتومی جدید با توان پردازشی ۵۰۰۰ کیوبیت

شرکت D-Wave از کامپیوتر کوانتومی جدید به نام Advantage رونمایی کرد. سیستم جدید از توان پردازشی «بیش از ۵ هزار کیوبیت» و ۱۵ اتصال کیوبیت برخوردار است که نسبت به سیستم قبلی با توان ۲ هزار کیوبیت و ۶ اتصال کیوبیت، بیش از دو برابر افزایش نشان می‌دهد. D-Wave می‌گوید کاربران به کمک حل کننده هیبریدی... ادامه مطلب

IBM در پی عرضه سیستم کوانتومی ۱۱۲۱ کیوبیت در ۲۰۲۳ است

IBM نقشه راه توسعه رایانش کوانتومی را اعلام کرد. این شرکت به دنبال عرضه کامپیوتر کوانتومی با قدرت محاسباتی ۱۱۲۱ کیوبیت در سال ۲۰۲۳ است. IBM تصاویر یک سیستم خنک کننده با طول و عرض به ترتیب ۳.۶ و ۱.۸ متر منتشر کرده که قرار است پردازنده ۱۱۲۱ کیوبیتی این شرکت به نام IBM Quantum Condor... ادامه مطلب

چین مدعی دستیابی به برتری کوانتومی شد؛ ساخت کامپیوتری قوی‌تر از Sycamore گوگل

یک فیزیکدان چینی مدعی ساخت یک کامپیوتر کوانتومی با عملکرد بسیار بالاتر نسبت به رقبای غربی شده که البته در آینده باید چنین ادعایی مورد تایید قرار بگیرد. «پن جیانوی»، فیزیکدان دانشگاه «علم و فناوری چین» در تاریخ ۱۵ شهریور در سخنرانی خود در دانشگاه «Westlake» از دستیابی به برتری کوانتومی خبر داد. این فیزیکدان ادعا... ادامه مطلب

احتمال بروز اختلال در عملکرد کامپیوترهای کوانتومی به خاطر تشعشعات کیهانی

طبق پژوهشی جدید تشعشعات کیهانی ممکن است رایانش کوانتومی را دچار اختلال کنند. در سال های اخیر بسیاری از متخصصان گفته اند که کامپیوترهای کوانتومی میتوانند به کشفیات کاملا جدیدی کمک کنند و سرعت و پیچیدگی محاسباتی این کامپیوترها عاقبت تحقیقات علمی را دستخوش تحولات بنیادی خواهد کرد. اما حالا طبق پژوهشی که در نشریه نیچر... ادامه مطلب

IBM قدرت کامپیوتر کوانتومی خود را دو برابر کرد؛ دستیابی به حجم کوانتومی ۶۴

IBM با استفاده از یک سیستم با ۲۷ کیوبیت و رسیدن به حجم کوانتومی ۶۴ که دو برابر سیستم ۲۸ کیوبیتی آن محسوب می‌شود، به یک دستاورد بزرگ در زمینه رایانش کوانتومی دست پیدا کرد. حجم کوانتومی معیاری برای نمایش قدرت کامپیوترهای کوانتومی محسوب می‌شود و طول و پیچیدگی مدارهای کوانتومی را اندازه‌گیری می‌کند. نزدیک به... ادامه مطلب

متخصصان سرعت محاسبات کوانتومی را ۴۵ برابر بهبود بخشیدند

دو محقق علوم رایانه دانشگاه «UCLA» نشان داده‌اند کامپایلرهای کنونی که نحوه استفاده از مدارها برای اجرای برنامه‌های کوانتومی را تعیین می‌کنند، مانع از دسترسی کامپیوترهای کوانتومی به عملکرد بهینه می‌شوند و با بهبود طراحی، می‌توان سرعت محاسبه را تا ۴۵ برابر افزایش داد. این دو فرد توانسته‌اند خانواده‌ای از مدارهای معیار کوانتومی با اندازه یا... ادامه مطلب

نظرات ۳

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟