محققان رکوردشکنی کردند؛ کنترل پردازنده کوانتومی سیلیکونی با 6 کیوبیت

دانشمندان در زمینه توسعه کامپیوترهای کوانتومی رکورد جدیدی زده‌اند. آن‌ها این بار توانسته‌اند به‌طور کامل کنترل یک پردازنده کوانتومی سیلیکونی با 6 کیوبیت را در دست بگیرند و می‌گویند این رکورد دستاورد مهمی در زمینه پیشبرد اهداف این فناوری است.

کیوبیت‌ها یا بیت‌های کوانتومی معادل بیت در کامپیوترهای عادی هستند و هرچه بتوانیم تعداد بیشتری از آن‌ها را کنترل کنیم، استفاده از این فناوری ممکن‌تر می‌شود. «استفن فیلیپس» از دانشگاه دلفت هلند می‌گوید: «چالش رایانش کوانتومی در حال حاضر از دو بخش تشکیل شده است: توسعه کیوبیت‌هایی که کیفیت آن‌ها به اندازه کافی خوب باشد و توسعه معماری که اجازه ساخت سیستم‌های بزرگی از کیوبیت‌ها را بدهد.»

کیوبیت‌هایی که در این پردازنده توسط دانشمندان ساخته شده‌اند، از الکترون‌های منفرد در یک ردیف به وجود آمده‌اند که 90 نانومتر با هم فاصله دارند. این الکترون‌ها با چینشی شبیه ترانزیستورها در پردازنده‌های استاندارد، در تراشه‌های سیلیکونی قرار گرفته‌اند.

این پردازنده کوانتومی جدید خصوصیات جذابی دارد

محققان با اعمال بهینه‌سازی‌های دقیق در شیوه آماده‌سازی، مدیریت و رصد الکترون‌ها، توانسته‌اند با موفقیت چرخش آن‌ها را کنترل کنند. این چرخش همان مکانیزمی است که وضعیت کیوبیت را مشخص می‌کند. دانشمندان همچنین توانسته‌اند گیت‌های منطقی و سیستم‌هایی با دو یا سه الکترون بسازند که در صورت نیاز می‌توانند با یکدیگر درهم‌تنیده شوند و نرخ خطای پایینی دارند.

آن‌ها با استفاده از تابش‌های ریزموجی، میدان‌های مغناطیسی و پتانسیل‌های الکتریکی چرخش الکترون‌ها را کنترل و مشاهده و آن‌ها را به عنوان کیوبیت مدیریت کرده‌اند. به‌علاوه، محققان توانسته‌اند الکترون‌ها را به نحو دلخواه خود با یکدیگر به تعامل درآورند.

«لی‌ون وندرسیپن»، مهندس برق دانشگاه دلفت می‌گوید: «ما در این پژوهش تعداد کیوبیت‌ها در پردازنده‌های سیلیکونی را افزایش دادیم و به سطح بالایی از وفاداری در راه‌اندازی، خوانش، گیت‌های تک کیوبیتی و وضعیت‌های دو کیوبیتی دست یافتیم. نکته مهم این است که ما همه این خصوصیات را در یک آزمایش با بیشترین تعداد کیوبیت به دست آوردیم.»

مزیت استفاده از پردازنده‌های کوانتومی سیلیکونی در این است که زنجیره تامین برای تولید آن‌ها آمادگی دارد. «ماتیوش مادزیک» از دانشگاه دلفت می‌گوید: «این امکان وجود دارد که با مهندسی دقیق بتوانیم تعداد کیوبیت‌ها را افزایش دهیم و همان دقت پردازنده‌های تک کیوبیتی را حفظ کنیم.» نتایج این پژوهش در مجله Nature منتشر شده است.