علماء ينشئون نظامًا كموميًا يعمل لمدة أطول بنحو 10 آلاف مرة من السابق

لا نستطيع الاستفادة من الحواسيب الكمومية إلا عندما نعرف الروابط بين حالات الإلكترونات.

لكن التماسك الكمومي، أي الوصول إلى حالة تكون فيها هذه العلاقة معروفة، صعب ومكلف جدًا. وقد يتغير ذلك قريبًا بفضل اكتشاف جديد.

وتوصل فريق من العلماء في جامعة شيكاجو إلى طريقة لإبقاء نظام الحاسوب الكمومي متماسكًا، أي مستمرًا في العمل، أكثر بنحو 10 آلاف مرة من السابق، وفقًا لدراسة جديدة نُشرت في دورية ساينس.

وقال العلماء أن حلهم قابل للتطبيق على أي نوع آخر من الأنظمة الكمومية، وقد يحدث ثورة في هذا المجال.

وقال ديفيد أوشالوم، المؤلف الرئيس وكبير العلماء في مختبر أرجون الوطني، في بيان «يمهد هذا الابتكار لطرائق جديدة ومدهشة للبحث في علم الكم. وتساعد إمكانية تطبيق هذا الاكتشاف في مجالات كثيرة مع بساطة تنفيذه في الاستفادة من هذا التماسك في جوانب عديدة من هندسة الكم.»

وتصعب السيطرة على الحواسيب الكمومية، إذ تتأثر الكيوبتات، وهي المكافئ الكمومي للبتات الثنائية، بسهولة بمحيطها الصاخب على المستوى الكمومي. وتؤدي تأثيرات ضئيلة، ومنها الاهتزازات والتغيرات في درجات الحرارة، إلى إفساد النظام الكمومي.

وكان الحل المعتاد عزل النظام عن تلك الضوضاء، أو التأكد من نقاء المواد المستخدمة في التصميم. وهما حلان مكلفان وغير عمليين، وبالمقابل يقدم الحل الجديد أسلوبًا أبسط بكثير من ذلك.

وقال كيفين مياو، المؤلف الأول وباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة شيكاجو، في البيان «لا نسعى عبر هذا النهج إلى التخلص من الضوضاء المحيطة بالنظام، بل نخدع النظام الكمومي بطريقة لا يرى فيها الضوضاء.»

واستخدم الفريق نبضات كهرومغناطيسية ومجالًا مغناطيسيًا متناوبًا مستمرًا لإبقاء النظام الكمومي تحت السيطرة، ثم ضبطوا هذا المجال المغناطيسي بهذه الطريقة لإبعاد بقية الضوضاء.

وقال مياو في البيان «تشبه هذه الطريقة الجلوس في دوامة خيول في مدينة الملاهي والناس يصرخون من حولك، وعندما تكون اللعبة متوقفة ستسمع الضوضاء بوضوح، لكنك ستشعر بأن الضوضاء تتبدد في الخلفية إن كنت تدور بسرعة.»

وظل النظام الكمومي متماسكًا لمدة 22 ملي ثانية باستخدام هذه الطريقة. وقد يبدو هذا وقتًا قصيرًا جدًا، لكنه أطول بنحو 10 آلاف مرة مما كانت تصل إليه الأنظمة السابقة.

وستتيح التقنية الجديدة توسيع نطاق الآلات الكمومية في المستقبل بسهولة أكبر، وجعل تخزين المعلومات عملية أكثر فاعلية. وقد يتيح أيضًا إرسال المعلومات عبر شبكات المعلومات الكمومية لمسافات أطول.

ويرى مياو بأن الحل الجديد قد يتيح لباحثي تقنيات الكم إعادة النظر في نماذجهم السابقة.

وقال «أفضل ما في الأمر أنه أسلوب سهل جدًا. وعلى الرغم من أن العملية معقدة علميًا، لكن إضافة مجال مغناطيسي متناوب عملية بسيطة جدًا.»

The post علماء ينشئون نظامًا كموميًا يعمل لمدة أطول بنحو 10 آلاف مرة من السابق appeared first on مرصد المستقبل.

Original Article

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

%d مدونون معجبون بهذه: