باحثون من كلية بريتزكر للهندسة الجزيئية (PME) بجامعة شيكاغو لأول مرة
بالإضافة إلى ذلك ، قاموا بتضخيم حالة التشابكمن خلال نفس الكابل. استخدموا أولاً كبلًا لتشابك اثنين من البتات الكمومية في كل من العقدتين ، ثم قاموا بتشبيكهما مع كيوبتات أخرى عند العقد.
ستساعد النتائج ، التي نُشرت في مجلة Nature ، في جعل الحوسبة الكمومية أكثر جدوى وإرساء الأساس لشبكات الاتصالات الكمومية في المستقبل.
"تطوير أساليب النقلقال البروفيسور أندرو كليلاند ، الذي قاد الدراسة ، إن الحالات المتشابكة ستكون ضرورية لتوسيع نطاق الحوسبة الكمومية.
الكيوبتات ، أو البتات الكمومية ، هي الوحدات الأساسيةالمعلومات الكمية. باستخدام خصائصها الكمومية ، مثل التراكب وقدرتها على التواصل مع بعضها البعض ، يقوم العلماء والمهندسون بإنشاء الجيل التالي من أجهزة الكمبيوتر الكمومية. سيكونون قادرين على حل المشاكل غير القابلة للحل في السابق.
يستخدم مختبر كليلاند كيوبتات فائقة التوصيل ، وهي دوائر صغيرة للغاية يمكن التحكم فيها كهربائيًا.
لتمرير الدول المتشابكة من خلالكبل اتصال - كبل فائق التوصيل يبلغ طوله مترًا واحدًا - ابتكر الباحثون إعدادًا تجريبيًا مع ثلاثة كيوبتات فائقة التوصيل في كل من العقدتين. قاموا بتوصيل كيوبت واحد في كل عقدة بالكابل ، ثم أرسلوا حالات كمومية على شكل فوتونات ميكروويف أسفل الكابل مع الحد الأدنى من فقدان المعلومات. الطبيعة الهشة للحالات الكمومية تجعل هذه العملية معقدة للغاية.
أرسل مختبر البروفيسور أندرو كلاند الحالات المتشابكة للكيوبتات من خلال كابل اتصال ، مما وضع الأساس لشبكات الاتصالات الكمومية في المستقبل. الائتمان: مختبر كليلاند.
زميل أبحاث سابق في مختبر كليلاند ،طور المؤلف الأول للمقال ، Yupeng Zhong ، نظامًا تستغرق فيه عملية النقل بأكملها - من عقدة إلى كابل إلى عقدة - بضع عشرات من النانو ثانية (النانو ثانية هي واحد من المليار من الثانية). سمح لهم ذلك بإرسال حالات كمومية متشابكة مع فقدان القليل جدًا من المعلومات.
كما سمح النظام للعلماء بـ "تضخيم"تشابك الكيوبتات. استخدموا كيوبت واحدًا في كل عقدة وشابكوا معًا ، وأرسلوا بشكل أساسي نصف فوتون عبر كابل. ثم وسع الباحثون هذا التشابك إلى كيوبتات أخرى في كل عقدة. نتيجةً لذلك ، تشابكت جميع الكيوبتات الستة في عقدتين في حالة واحدة متشابكة عالميًا.
في المستقبل ، من المحتمل أن تكون أجهزة الكمبيوتر الكموميةمبنية من وحدات تقوم فيها عائلات الكيوبتات المتشابكة بإجراء العمليات الحسابية. في النهاية ، سيتم إنشاء أجهزة الكمبيوتر هذه من العديد من وحدات الشبكة هذه. تشبه هذه العملية الطريقة التي تؤدي بها أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم عمليات حسابية متوازية على العديد من وحدات المعالجة المركزية المتصلة ببعضها البعض. تعد القدرة على تشابك الكيوبتات عن بُعد في وحدات أو عقد مختلفة خطوة مهمة في تنفيذ مثل هذه الأساليب المعيارية.
سيتعين على هذه الوحدات أن ترسل بعضها البعض حالات كمومية معقدة ، ويعد البحث الأخير خطوة كبيرة نحو ذلك. يمكن لشبكة الاتصالات الكمومية أيضًا الاستفادة من هذا التقدم.
يأمل العلماء بعد ذلك في توسيع نظامهم إلى ثلاث عقد لإنشاء تشابك ثلاثي.
وبهذه الطريقة ، يأملون في إظهار أن الكيوبتات فائقة التوصيل ستلعب دورًا حيويًا في المستقبل.
اقرأ أيضا
ابتكر الفيزيائيون نظيرًا للثقب الأسود وأكدوا نظرية هوكينغ. إلى أين تقود؟
الإجهاض والعلم: ماذا سيحدث للأطفال الذين سينجبون
اكتشف العلماء حدود السرعة في عالم الكم