طفرة في الحوسبة الكمومية: تحويل الكيوبيتس المشفر بالسيليكون إلى العالمية
نشرت HRL Laboratories، LLC، أول عرض للتحكم الشامل في الكيوبتات الدورانية المشفرة. يستخدم هذا النهج الناشئ حديثًا في الحساب الكمي بنية جديدة لجهاز كيوبت تعتمد على السيليكون، تم تصنيعها في غرفة الأبحاث في Malibu في HRL، لحبس الإلكترونات المفردة في النقاط الكمومية. تستضيف دورات ثلاثة من هذه الإلكترونات المفردة حالات كيوبت متدهورة للطاقة، والتي يتم التحكم فيها عن طريق تفاعلات الاتصال القريبة من الجار والتي تتبادل جزئيًا حالات السبين مع تلك الخاصة بجيرانها.
تصيير جهاز SLEDGE من ست نقاط في السيليكون، والذي نفذ المنطق العام باستخدام كيوبت سبين مشفر. الائتمان: مختبرات HRL
أظهرت تجربة HRL، التي نُشرت على الإنترنت قبل نشرها في مجلة Nature ، تحكمًا عالميًا في الكيوبتات المشفرة، مما يعني أنه يمكن استخدام الكيوبتات بنجاح لأي نوع من تنفيذ الخوارزمية الحسابية الكمومية. تستخدم الكيوبتات الكمومية للنقاط الكمومية للسيليكون / الجرمانيوم السليكوني ثلاث لفات إلكترونية ومخطط تحكم حيث تقوم الفولتية المطبقة على البوابات المعدنية بتبديل اتجاهات تلك الإلكترونات المغزلية جزئيًا دون محاذاةهم في أي اتجاه معين. تضمن العرض تطبيق الآلاف من نبضات الجهد المعايرة بدقة في علاقة صارمة مع بعضها البعض على مدار بضعة أجزاء من المليون من الثانية. المقالة بعنوان المنطق العالمي مع الكيوبتات المغزلية المشفرة في السيليكون.
يتحد التماسك الكمي الذي يوفره السيليكون المخصب بالنظائر المستخدم، والتحكم الكهربائي بالكامل ومنخفض الحديث المتبادل في عمليات التبادل الجزئي، وعدم الحساسية القابلة للتكوين للتشفير لمصادر أخطاء معينة لتقديم مسار قوي نحو التسامح القابل للتطوير للأعطال والميزة الحسابية، خطوات رئيسية نحو كمبيوتر كمي تجاري.
قال عالم HRL والمؤلف الأول آرون وينشتاين: “إلى جانب التحديات الواضحة للتصميم والتصنيع، كان لابد من كتابة الكثير من البرامج القوية، على سبيل المثال لضبط ومعايرة مخطط التحكم لدينا”. “تم بذل جهد كبير في تطوير إجراءات آلية فعالة لتحديد الجهد المطبق الذي أدى إلى أي درجة من المقايضة الجزئية. نظرًا لأنه كان لا بد من تنفيذ الآلاف من هذه العمليات لتحديد مستويات الخطأ، يجب أن تكون كل عملية دقيقة. لقد عملنا بجد لجعل كل هذا التحكم يعمل بدقة عالية “.
قال ميتش جونز، رئيس مجموعة HRL والمؤلف المشارك: “لقد كان هذا جهدًا جماعيًا إلى حد كبير”. “كان العمل التمكيني لفرق برامج التحكم الموهوبة والنظرية ونمو الأجهزة والتصنيع أمرًا بالغ الأهمية. بالإضافة إلى ذلك، كانت هناك حاجة إلى العديد من قياسات الأجهزة لفهم ما يكفي من الفيزياء الداخلية وتطوير إجراءات للتحكم بشكل موثوق في هذه التفاعلات الميكانيكية الكمومية. هذا العمل والتوضيح هو تتويج لتلك القياسات، والتي أصبحت أفضل من خلال الوقت الذي أمضيته في العمل جنبًا إلى جنب مع بعض ألمع العلماء الذين قابلتهم “.
قال ثاديوس لاد، رئيس مجموعة HRL والمؤلف المشارك: “من الصعب تحديد أفضل تقنية كيوبت ، لكنني أعتقد أن كيوبت تبادل السيليكون فقط هو الأفضل على الأقل توازنًا”. “لا تزال هناك تحديات حقيقية في تحسين الخطأ، والقياس، والسرعة، والتوحيد، والحديث المتبادل، والجوانب الأخرى، ولكن لا يتطلب أي من هذه المعجزة. بالنسبة للعديد من الأنواع الأخرى من الكيوبتات ، هناك جانب واحد على الأقل يبدو صعبًا حقًا “.
المصدر: scitechdaily
قد يهمك:
