خلق ذاكرة كمية قابلة للتطوير تعيش لأكثر من ثانيتين

يقدم باحثون من مركز AWS Quantum Network Center وجامعة هارفارد الذاكرة الكمومية في

أساس الشواغر السيليكون في الماس. ويقول العلماء إن هذه التكنولوجيا تمهد الطريق لشبكات كمومية قابلة للتطوير.

في الشبكات الكمومية ، يتم نقل المعلومات باستخداميشرح العلماء بتات كمومية متشابكة أو كيوبتات. الذاكرة الكمومية هي حاسوب كمي صغير يمكنه التقاط وتخزين البتات الكمومية المشفرة في الفوتونات دون قياسها. سيؤدي أي تأثير إلى تدمير التشابك ، بينما يمكن معالجة الكيوبتات في الذاكرة الكمية وإعادة تشفيرها إذا لزم الأمر.

استخدم العلماء في عملهم التكنولوجيا ،وهو ما يسمى مركز الشواغر السيليكون. هذه بتات كمومية تتكون من إلكترونات حول ذرات السيليكون الفردية المضمنة في بلورات الماس. يتم تضمين الفراغ السيليكوني في سلك ماسي منقوش يوجه الفوتونات نحوه. اعتمادًا على الحالة الكمومية للإلكترون ، تنعكس الفوتونات بطرق مختلفة ، مما يجعل من الممكن تخزين المعلومات الكمومية في دوران الإلكترون.

نظامنا يشبه المعدلات البصرية ،التي تحمل معظم حركة الإنترنت. مثل المُعدِّلات الضوئية ، فإن ذاكرتنا الكمومية عبارة عن مفاتيح تسمح بمرور الضوء أو تعكسه اعتمادًا على ما إذا كانت "مفعّلة" أو "مطفأة". على عكس المغيرات التقليدية ، يتم تشغيل وإيقاف تشغيلنا بواسطة إلكترون واحد ، وليس بواسطة إشارات كهربائية كبيرة ، ويمكن أن يكون في حالة تراكب كمي بين التشغيل والإيقاف.

ديفيد ليفونيان ، مؤلف مشارك في الدراسة في مقابلة مع موقع Phys.org

أ) المستويات الكمومية لمركز شواغر السيليكون فيالماس. يمكن لنبضات التحكم الكهربائية "MW" و "RF" تحويل اللفات المغناطيسية للنواة والإلكترونات لأعلى ولأسفل. ب) وج) صورة الجهاز تحت المجهر الإلكتروني. يتم تضمين الفراغ السيليكوني في سلك ماسي منقوش يوجه الفوتونات نحوه. الصورة: Stas et al.، Science

الدورات الإلكترونية مريحة للغاية للتفاعلمع الفوتونات ، لكنها حساسة أيضًا للمجالات المغناطيسية والكهربائية ، كما لاحظ الباحثون. تقلل هذه الحساسية من وقت تماسكها (الحفاظ على الحالة الكمومية). لحل هذه المشكلة ، طور الباحثون تقنية لنقل المعلومات الكمومية من الإلكترونات إلى المزيد من اللفات النووية الخاملة.

في سلسلة من التجارب ، أظهر العلماء ذلكيمكن أن تعمل الذاكرة بدقة 4K (بدلاً من 0.1K مثل الأنظمة السابقة) وتظل تحتفظ بالمعلومات لفترة طويلة نسبيًا. لاحظ مؤلفو العمل أنه حتى مثل هذا التغيير الذي يبدو غير مهم في درجة الحرارة التي تعمل عندها وحدة الذاكرة يقلل من تكاليف التبريد بترتيب من حيث الحجم.

قراءة المزيد:

مبتكر مصعد الفضاء: "العبور إلى الفضاء سيظهر في غضون 10 سنوات"

انظر إلى نتيجة "الاصطدام المباشر" لمجرتين: هذا أمر نادر الحدوث.

تزداد احتمالية أن تصبح الذئاب المصابة بداء المقوسات أكثر من 46 مرة