کشف روش جدید برای ذخیره‌سازی داده‌ها / رایانه‌های کوانتومی کاربردی‌تر می‌شوند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیو اطلس دانشمندان راهی برای افزایش قدرت رایانه‌های کوانتومی و درعین‌حال کنترل آسان‌تر آن‌ها پیدا کرده‌اند.

دانشمندان دریافتند که با ذخیره‌سازی داده‌ها به چهار روش مختلف روی یک اتم، می‌توانند قدرت پردازش کوانتومی بیشتری را در فضای کوچک‌تر قرار دهند. این روش جدید می‌تواند روش استفاده از رایانه‌های کوانتومی را در آینده متحول کند.

رایانه‌های سنتی، اطلاعات را به صورت صفر و یک پردازش و ذخیره می‌کنند، رایانه‌های کوانتومی هم می‌توانند همین کار را انجام دهند و بنابراین می‌توانند مسائلی را که برای ماشین‌های معمولی بسیار پیچیده هستند، حل کنند. دلیلش این است که کامپیوتر‌های کوانتومی می‌توانند اطلاعات را در یک برهم‌نهی صفر و یک هم‌زمان پردازش کنند. با این حال، کار با این بیت‌های کوانتومی (کیوبیت) آسان نیست، به خصوص که استفاده از آنها در کامپیوتر‌های کوانتومی بیشتر شده است. خبر خوب این است که دانشمندان دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) سیدنی راهی برای نوشتن داده‌ها روی یک کیوبیت (یک اتم) به چهار روش مختلف یافته‌اند که وابسته به نیاز همان لحظه است. این یک گام مهم در کاربردی‌تر کردن رایانه‌های کوانتومی برای استفاده روزمره است.

اتم موردبحث از عنصری به نام آنتیموآن است که می‌تواند در یک تراشه سیلیکونی کاشته شود و جایگزین یکی از اتم‌های سیلیکون شود. دلیل انتخاب این اتم برای این کار این بود که هسته آن دارای هشت حالت اتمی مجزاست که می‌توان از آنها برای رمزگذاری داده‌های کوانتومی استفاده کرد. آنتیموان دارای خواص ویژه‌ای است که به آن امکان می‌دهد اطلاعات را به ۱۶ روش مختلف ذخیره کند. آنتیموآن می‌تواند در یک تراشه رایانه‌ای جای بگیرد و این بدان معناست که دانشمندان می‌توانند یک کامپیوتر کوانتومی را تنها با یک قطعه آنتیموان بسازند، درحالی‌که سایر مواد برای انجام همان کار به چهار قطعه نیاز دارند.

اما پیشرفت غیرمنتظره در این مطالعه آن است که دانشمندان با کشف چگونگی کنترل اتم‌ها با استفاده از روش‌های مختلف، به دستاورد مهمی رسیده‌اند. آنها دریافتند که الکترون را می‌توان با یک میدان مغناطیسی نوسانی کنترل کرد. یک روش تشدید مغناطیسی، مانند روشی که در دستگاه‌های ام آر آی استفاده می‌شود و می‌تواند چرخش هسته اتم را دستکاری کند. همچنین می‌توان از میدان الکتریکی برای کنترل هسته استفاده کرد؛ و درنهایت، آنها به تکنیکی به نام «کیوبیت‌های فلیپ فلاپ» رسیدند که به هسته و الکترون اجازه می‌دهد تا با کمک یک میدان الکتریکی در مقابل یکدیگر کنترل شوند.

این مطالعه به «افزایش چگالی» رایانه‌های کوانتومی و جمع‌آوری کیوبیت‌های بیشتر در فضای کوچک‌تر کمک می‌کند. تیم محقق این مطالعه قصد دارد در مرحله بعد، از این اتم‌ها برای رمزگذاری کیوبیت‌های منطقی استفاده کند که در نهایت راه را برای رایانه‌های کوانتومی کاربردی‌تر هموار می‌کند.