ساخت نخستین پل برای کامپیوتر‌های کوانتومی

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ایسنا، محاسبات کوانتومی از توانایی ذرات زیر اتمی برای موجود بودن در بیش از یک حالت در هر زمان بهره می‌برد. در کامپیوتر‌های سنتی، داده در یکی از دو حالت صفر و یک ابراز می‌شود که به بیت‌های دودویی شناخته شده‌اند.

اما کامپیوتر‌های کوانتومی از بیت‌های کوانتوم یا کیوبیت استفاده می‌کنند. محاسبات در یک کامپیوتر کوانتومی زمانی رخ می‌دهد که کیوبیت‌ها با یکدیگر تعامل برقرار می‌کنند، از این رو برای اینکه یک کامپیوتر کار کند، به کیوبیت‌های زیاد نیاز دارد.

یکی از دلایل اصلی مشکل بودن ساخت کامپیوتر‌های کوانتومی این است که دانشمندان هنوز نتوانسته‌اند شیوه ساده‌ای برای کنترل سیستم‌های پیچیده کیوبیت‌ها پیدا کنند. اما محققان آمریکایی معتقدند که این مشکل با پیوند دادن کامپیوتر‌های کوانتومی کوچک به جای ساخت یک کامپیوتر بزرگ قابل حل است.

اطلاعات کوانتومی مانند یک شبکه روی یک پل قابل توزیع هستند. این امر می‌تواند راه را برای شکل جدیدی از کواکوانتومی هموار کند زیرا ارتباطات کوانتومی به اتم‌ها در پل اجازه می‌دهند به شکل واحد رفتار کنند.

پل جدید با افزودن ناخالصی (اتم سیلیکون) به الماس ساخته شده است. این تحقیق از یک پرتوی کاشت یون متمرکز در آزمایشگاه پرتوی یون ساندیا استفاده کرد. این پرتو برای شلیک یون‌های منفرد به مناطق خاص یک زیرلایه الماس طراحی شده است.

محققان اتم‌های کربن روی الماس را با اتم‌های سیلیکون جابجا کردند که باعث شد اتم‌های اطراف سیلیکون فرار کنند. این امر باعث شد که اتم‌های سیلیکون فضای خالی زیادی داشته باشند و با اینکه در یک ماده جامد بودند، طوری رفتار می‌کردند که گویی در گاز هستند.

زمانی که اتم‌های سیلیکون در زیر لایه الماس قرار گرفتند، فوتون‌های تولید شده توسط لیزر، الکترون‌های سیلیکون را به بالاترین حالت انرژی‌شان بردند. زمانی که این الکترون‌ها به حالت انرژی پایین خود باز می‌گردند، فوتون‌های تصادفی منتشر می‌شوند و اطلاعات را از طریق فرکانس، شدت و قطبش امواجشان منتقل می‌کنند.