فيزيكدانان مؤسسه ملي استاندارد و فناوري (nist) براي اولين بار توانسته‌اند ويژگي‌هاي كوانتومي دو يون جداگانه را با انجام تغييراتي در آنها با استفاده از ريزموجها به جاي پرتوهاي ليزري به هم مرتبط كنند.
اين محققان بر اين باورند كه با اين كار شايد بتوان رايانه‌هاي كوانتومي ليزري بزرگ را با فناوري ريزموج تجاري ريز مشابه قطعات موجود در گوشي‌هاي تلفن هوشمند جايگزين كرد.
ريزموجها كه ناقل ارتباطات بي‌سيم هستند در آزمايش‌هاي گذشته براي كار بر روي تك يونها استفاده شده‌اند؛ اما اين محققان براي اولين بار منابع ريزموجي را در جايي بسيار نزديك يونها در فاصله 30 ميكرومتري قرار داده و شرايطي را براي پيچيدگي كوانتومي ايجاد كردند. اين پديده كوانتومي براي انتقال اطلاعات و تصحيح خطاها در رايانه‌هاي كوانتومي بسيار حياتي به نظر مي‌رسد.
محققان در آزمايش‌هاي خود، سيم‌هاي منابع ريزموج را مستقيما روي يك تله يوني به اندازه يك تراشه ادغام كرده و از يك صفحه ليزر، آينه‌ها و لنزهايي به ابعاد يك دهم اندازه‌هاي پيشين استفاده كردند.
ليزرهاي مافوق‌بنفش كم انرژي هنوز براي خنك‌كردن يونها و مشاهده نتايج آزمايش ضروري است اما شايد بتوان آن را در آخر كار به اندازه ليزرهاي درون دستگاههاي دي‌وي‌دي قابل حمل تغيير داد.
اجزاي ريز موج‌ها در مقايسه با منابع پيچيده و گران ليزري مي‌توانند به راحتي براي ساخت سيستم‌هاي كاربردي هزاران يون براي محاسبات و شبيه‌سازي كوانتومي گسترش يافته و ارتقاء پيدا كنند.
رايانه‌هاي كوانتومي از قوانين غيرمعمول فيزيك كوانتومي براي حل مسائل خاص مانند شكستن كدهاي رمزگذاري‌شده كه امروزه به طور گسترده‌اي مورد استفاده هستند، بهره مي‌برند كه در حال حاضر براي ابررايانه‌ها نيز امري نشدني است.
هدف نزديكتر دانشمندان، طراحي شبيه‌سازي‌هايي از مسائل مهم علمي براي كشف اسرار كوانتومي مانند ابررسانايي در دماي بالا و از بين رفتن مقاومت الكتريكي در مواد خاص در دماي سرد معين است.
يونها انتخاب پيشگام دانشمندان براي حفظ اطلاعات در رايانه كوانتومي به شمار مي‌روند.
محققان nist در پژوهش قبلي خود از يونها و ليزرها جهت نمايش بسياري از اجزا و فرآيندهاي اساسي براي يك رايانه كوانتومي استفاده كرده بودند.
آنها در آخرين آزمايش‌هاي خود از ريزموجها براي چرخاندن چرخش‌هاي يون‌هاي منيزيوم و پيچيده كردن چرخش‌هاي يك جفت يون استفاده كردند.
در اين آزمايش، دو يون با ميدانهاي الكترومغناطيسي نگه داشته شده و بالاي يك تراشه تله يوني متشكل از الكترودهاي طلا كه بر روي پايه نيتريد آلومينيوم آبكاري شده بودند، حركت مي‌كردند. برخي از اين الكترودها براي ايجاد پالسهاي تشعشع ريزموج نوساني در اطراف يونها، فعال شده بودند.
فركانس‌هاي تابشي در طيفهاي يك تا دو گيگاهرتز هستند. ريزموجها به توليد ميدانهاي مغناطيسي مورد استفاده براي چرخاندن چرخش‌هاي يونها پرداخته و مي‌توان آن را مانند يك آهن‌رباي ميله‌اي درنظر گرفت كه به جهت‌هاي مختلف اشاره مي‌كند. گرايش اين آهن‌رباهاي ميله‌اي ريز يكي از ويژگي‌هاي كوانتومي است كه براي ارائه اطلاعات استفاده مي‌شود.
دانشمندان با استفاده از شيوه‌اي كه ابتدا با ليزر آن را ساخته بودند به پيچيده كردن يونها پرداختند. اگر ميدانهاي مغناطيسي ريزموجها به طور تدريجي در يونها در يك مسير درست افزايش يابد، حركت يونها بسته به گرايش چرخش تحريك شده و يونها مي‌توانند در فرآينده تركيب شوند.
استفاده از ريزموجها به كاهش خطاهاي اجرايي توسط بي‌ثباتي‌هاي جهت‌گيري پرتوهاي ليزري و نيرو و همچنين انتشار ليزري خودبخود يونها منجر مي‌شود. با اين حال عمليات ريزموجي براي فعال‌كردن محاسبات يا شبيه‌سازي‌هاي كوانتومي به ارتقا نياز دارند.
محققان nist توانسته‌اند در 76 درصد موارد به پيچيدگي كوانتومي دست پيدا كنند اما هنوز نتوانسته‌اند به ركورد 99.3 درصدي عمليات اجرايي ليزري برسند.
اين تيم علاوه بر بهبود عمليات ريزموج با كاهش حركت ناخواسته يونها، قصد دارد در مورد چگونگي سركوب ارتباط تقابلي بين نواحي مختلف پردازش اطلاعات در يك تراشه مطالعه كنند.
پاسخ با نقل قول
علاقه مندی ها (بوک مارک ها)