العناصر المركزية لنوع جديد من أجهزة الكمبيوتر الكمومية هي الذرات المغناطيسية من فئة ما يسمى
في الطريق إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية الأوليةوالمطلوب هو إنشاء ما يسمى بالبتات الكمومية أو الكيوبتات، وهي بتات الذاكرة التي، على عكس البتات الكلاسيكية، يمكنها أن تأخذ ليس فقط القيم الثنائية للصفر والواحد، ولكن أيضًا أي مجموعة عشوائية.
"وهذا يجعل من الممكن ظهور نوع جديد تمامًا من الحوسبة ومعالجة البيانات، وهو ما يعني بالنسبة لتطبيقات معينة تسارعًا كبيرًا في قوة الحوسبة."
الباحث في PSI مانويل جريم.
يصف الفيزيائيون كيفية البتات المنطقية والأساسيةيمكن تنفيذ عمليات الكمبيوتر باستخدامها في مادة صلبة مغناطيسية: سيتم وضع الكيوبتات على ذرات فردية من فئة العناصر الأرضية النادرة، مدمجة في الشبكة البلورية للمادة الرئيسية.
استنادا إلى قوانين فيزياء الكم والباحثينحسبت أن الدوران النووي لذرات الأرض النادرة سيكون مناسبًا للاستخدام كحامل معلومات، أي الكيوبتات. ويشيرون أيضًا إلى أن نبضات الليزر المستهدفة يمكنها نقل المعلومات على الفور إلى إلكترونات الذرة، وبالتالي تنشيط الكيوبتات، مما يجعل معلوماتها مرئية للذرات المحيطة.
يتفاعل اثنان من هذه الكيوبتات النشطةمع بعضها البعض وبالتالي يمكن أن تكون "متشابكة". التشابك هو خاصية خاصة لأنظمة الكم للعديد من الجسيمات أو الكيوبتات ، وهو أمر مهم لأجهزة الكمبيوتر الكمومية: نتيجة قياس كيوبت واحد يعتمد بشكل مباشر على نتائج قياس كيوبتات أخرى ، والعكس صحيح.
يوضح الباحثون كيف يمكن لهذه الكيوبتاتتستخدم لإنشاء بوابات منطقية ، بوابات يتم التحكم فيها بشكل أساسي بقيمة "NOT" (بوابات CNOT). البوابات المنطقية هي اللبنات الأساسية التي تستخدمها أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية أيضًا لإجراء العمليات الحسابية. إذا قمت بدمج عدد كافٍ من بوابات CNOT هذه ، بالإضافة إلى عدد كافٍ من بوابات واحدة كيوبت ، فإن أي عملية حسابية يمكن تصورها تصبح ممكنة. وبالتالي ، فهم يشكلون العمود الفقري لأجهزة الكمبيوتر الكمومية.
هذه ليست المرة الأولى التي يقترحها العلماءاستخدام بوابات المنطق الكمومي. ومع ذلك ، فإن طريقة التنشيط والتشابك هذه لها ميزة حاسمة على المقترحات المقارنة السابقة: فهي أسرع بعشر مرات على الأقل.
ميزة أخرى ليست فقطالسرعة التي يمكن بها للكمبيوتر الكمي القائم على هذا المفهوم إجراء العمليات الحسابية، وقبل كل شيء، يتعلق هذا بقابلية النظام للأخطاء.
Qubits ليست مستقرة جدًا.إذا كانت عمليات التشابك بطيئة جدًا ، فهناك احتمال كبير أن تفقد بعض وحدات البت الكمومية معلوماتها في هذه الأثناء. في الواقع ، وجد باحثو PSI طريقة لبناء كمبيوتر كمي ليس فقط أسرع بعشر مرات من الأنظمة المماثلة ، ولكن أيضًا أقل عرضة للأخطاء في نفس العامل.
اقرأ أيضًا:
قمر زحل تيتان يشبه الأرض بشكل ملحوظ. ما هي الخطط التي تمتلكها البشرية لذلك؟
الإجهاض والعلم: ماذا سيحدث للأطفال الذين سينجبون.
يعود ثلث الذين تعافوا من مرض كوفيد -19 إلى المستشفى. كل ثمانية يموتون.
بدأت أعداد كبيرة من الحيتان الرمادية تتضور جوعا وتموت في المحيط الهادئ.