מעניין

מחקר חדש מביא אותנו צעד אחד קרוב יותר למחשב קוונטי מתפקד

מחקר חדש מביא אותנו צעד אחד קרוב יותר למחשב קוונטי מתפקד

מדענים מאוניברסיטת פרדו ואוניברסיטת רוצ'סטר הדגימו שיטה להעברת מידע על ידי העברת מצב האלקטרונים.

החוקרים טוענים כי זה מקרב אותנו צעד נוסף ליצירת מחשב קוונטי בתפקוד מלא.

זה חלק מהעבודה השוטפת של אוניברסיטת רוצ'סטר במערכות קוונטיות לאחר שקיבלה 4 מיליון דולר מענק ממשרד האנרגיה לחקר חומרים קוונטיים.

קשורים: מדענים מדמים קוונטום מחשוב על מחשב מסורתי

מחשוב העתיד

מחשוב קוונטי יכול להוביל את הדרך למחפשי מסד נתונים ולהצפנה מהירים בהרבה. זה אמור להיות מסוגל לבצע תהליכים שהם מעבר לתחומי המחשוב הקלאסי.

חוקרים ובהם ג'ון ניקול, עוזר פרופסור לפיזיקה, ורוצ'סטר דוקטורט. התלמידים, ידב פ. קנדל והיפנג צ'יאו דחפו להתקדמות בתחום.

מרכיב חשוב אך מסובך לשליטה במחשוב קוונטי הוא מצב המיתוג של האלקטרונים.

"אם יש לך אלקטרון אחד שנמצא למעלה ואלקטרון אחר שנמצא למטה ואתה דוחף אותם יחד בדיוק למשך הזמן הנכון, הם יחליפו", אמר ניקול בהודעה לעיתונות.

"הם לא החליפו מקומות, אבל המדינות שלהם התחלפו."

החלפת מדינה

על מנת לגרום לתופעה זו לקרות ידנית, ניקול ועמיתיו קיררו שבב מוליכים למחצה לטמפרטורות נמוכות במיוחד.

הם השתמשו, אם כן, בנקודות קוונטיות - מוליכים למחצה בקנה מידה ננו - ולכדו ארבעה אלקטרונים ברצף, לאחר מכן הם העבירו את האלקטרונים כך שנגעו והמצבים שלהם התחלפו.

"יש דרך קלה להחליף את המצב בין שני אלקטרונים שכנים, אך לעשות זאת למרחקים ארוכים - במקרה שלנו מדובר בארבעה אלקטרונים - דורש שליטה רבה ומיומנות טכנית", אמר ניקול.

"המחקר שלנו מראה שזו כעת גישה קיימא לשליחת מידע למרחקים ארוכים."

צעד גדול בדרך ארוכה

שינוי מצבו של אלקטרון קדימה ואחורה על פני סדרת קווביטים - המקבילה הסיבית למחשוב קוונטי - מבלי להזיז את מיקום האלקטרונים מהווה תצוגה מרשימה של פוטנציאל הפיזיקה הקוונטית למחשוב.

"ניסוי זה מדגים כי ניתן להעביר מידע במצבים קוונטיים מבלי להעביר בפועל את האלקטרון הספין בשרשרת", אמר מייקל מנפרה, פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת פרדו, בהודעה לעיתונות.

"זהו שלב חשוב להראות כיצד ניתן להעביר מידע קוונטית-מכנית - בנימוסים שונים לגמרי מכפי שהאינטואיציה הקלאסית שלנו תביא אותנו להאמין."

ניקול משווה ניסוי זה להובלה ממכשירי המחשב הראשונים למחשבים של ימינו, תוך שהוא מדגיש שאנחנו עדיין מאוד בשלבים המוקדמים של מערכות קוונטיות.

היינו יכולים יום אחד לקבל מחשבים ניידים למחשוב קוונטי? "אם היית שואל את השאלה הזו של יבמ בשנות השישים, הם כנראה היו אומרים לא, אין שום סיכוי שזה יקרה", אומר ניקול.

"זו התגובה שלי עכשיו. אבל מי יודע?"


צפו בסרטון: Quantum Riddle. Quantum Entanglement - Documentary HD 2019 (נוֹבֶמבֶּר 2021).