بزرگ‌ترین آرایه کوانتومی جهان با 6100 کیوبیت و دقت 99.98 درصد ساخته شد

فیزیکدانان مؤسسه فناوری کالیفرنیا موفق شده‌اند بزرگ‌ترین آرایه کوانتومی جهان را با 6100 کیوبیت بسازند؛ پیشرفت بزرگی که برای آینده محاسبات کوانتومی می‌تواند اهمیت زیادی داشته باشد.

محققان برای ساخت این آرایه از پرتوهای لیزری بسیار متمرکز به‌عنوان تله نوری استفاده کردند و توانستند 6100 اتم سزیم (با عدد اتمی 55) را در یک محفظه خلأ و در آرایشی شبکه‌ای نگه دارند. در این روش یک پرتو لیزر به 12 هزار تله نوری تقسیم شده تا این شبکه عظیم ایجاد شود.

«هانا مانتش»، دانشجو دکتری، دراین‌باره گفته است:

«روی نمایشگر می‌توانیم هر کیوبیت را مانند یک نقطه نورانی ببینیم. این تصویری شگفت‌انگیز از سخت‌افزار کوانتومی در مقیاس بزرگ است.»

نکته مهم دیگر اینکه کیوبیت‌ها توانستند حدود 13 ثانیه در حالت برهم‌نهی باقی بمانند؛ یعنی 10 برابر بیشتر از تلاش‌های مشابه قبلی. همچنین، پژوهشگران توانسته‌اند با دقت 99.98 درصد هر کیوبیت را به‌صورت جداگانه کنترل کنند.

پیشرفت بزرگ در حوزه محاسبات کوانتومی

کیوبیت‌ها برخلاف بیت‌های کلاسیک می‌توانند هم‌زمان در دو حالت قرار بگیرند. هرچند این ویژگی‌ امکان محاسباتی قدرتمند را فراهم می‌کند اما آنها را بسیار شکننده می‌کند. به همین دلیل، برای رسیدن به رایانش کوانتومی واقعی به صدها هزار کیوبیت نیاز است. تیم مؤسسه فناوری کالیفرنیا با این پیشرفت، گام بزرگی در مسیر دستیابی به چنین مقیاسی برداشته است.

این تیم نشان داده که می‌توان اتم‌ها را بدون آنکه حالت برهم‌نهی آن‌ها از بین برود، صدها میکرومتر درون آرایه جابه‌جا کرد. این ویژگی برتری مهمی نسبت به سیستم‌های سخت‌افزاری مانند مدارهای ابررسانا دارد و می‌تواند به ایجاد رویکردهای پیشرفته‌تر برای تصحیح خطا کمک کند.

گام بعدی این گروه، درهم‌تنیدن کیوبیت‌ها است؛ فرایندی که باعث می‌شود ذرات مانند یک سیستم واحد رفتار کنند. این ویژگی برای شبیه‌سازی پدیده‌های طبیعی مانند حالت‌های ناشناخته ماده یا حتی میدان‌های کوانتومی که ساختار فضا-زمان را شکل می‌دهند، اهمیت دارد.

نتایج این دستاورد در مجله Nature منتشر شده است.