محققان دانشگاه سيدني و كالجِ دارتموث راهي جديد براي طراحي حافظۀ كوانتمي پيدا كردهاند و به اين ترتيب، كامپيوترهاي كوانتمي را يك گام به واقعيت نزديكتر ساختهاند. به گزارش شبکه خبری دولت الکترونیک, نتايج اين تحقيق در 19 ژوئن در نشريۀ نيچر كامينيكيشنز (Nature Communications) منتشر شده است.رايانش كوانتمي ممكن است در عرصه هاي كاربرديِ رمزگشايي، علوم مواد و فيزيك، با ايجاد راهي براي حل مشكلاتي كه كامپيوترهاي سنتي به آساني از عهدۀ آن برنميآيند، پردازش اطلاعات را دچار انقلاب كند. اما هنوز براي مهندسي كردن اين ماشينها، منجمله زيرسيستمهاي حياتياي چون حافظۀ كوانتمي، راهي يافته نشده است.
در روند تمايل جهاني براي ساخت كامپيوترهاي كارآمد كوانتمي، دشواري اصلي عبارت است از حفظ مؤثرِ اطلاعات كوانتمي در حافظۀ كوانتمي. همان خصلتهاي فيزيكياي كه كامپيوترهاي كوانتمي را به طور بالقوه قدرتمند ميكند، احتمال بروز خطا را نيز در آنان افزايش ميدهد. “زنده” نگه داشتن اطلاعات كوانتمي و در دسترس نگه داشتن آن براي كامپيوتر براي مدتي طولاني مشكلي مهم است.
نتايج حاصل از تحقيق گروه سيدني دارتموث راهي را براي رسيدن به هدفي مهم به جامعۀ تحقيقاتي نشان ميدهد: ذخيرۀ اطلاعات كوانتمي با كيفيتي بالا به مدتي بسيار طولاني، در حد چندين ساعت. تا به امروز، ذخيرۀ كوانتمي تنها در حد چند ثانيه دوام داشته است.
دكتر مايكل جي. بيركاك، مدير آزمايشگاه كنترل كوانتمي در دانشكدۀ فيزيك دانشگاه سيدني ميگويد: “رويكرد جديد به ما امكان آن را ميدهد كه در عين حال هم ميزان خطا را كاهش و هم زمان ذخيره را افزايش دهيم. اما كار ما به موضوع عملي و حياتي ديگري نيز مرتبط است: ايجاد تأخيري مختصر در زمان دسترسي، كه امكان استخراج اطلاعاتِ درخواستي را از مجموعه اطلاعات ذخيرهشده با فاصلۀ زماني بسيار كوتاه فراهم ميسازد.”
به گفتۀ پروفسور لورنزو وايولا، يكي از همكاران اين پروژه كه پيشگام نظريۀ كنترل كوانتمي است و هدايت تحقيق اطلاعات كوانتمي را در دارتموث به عهده دارد، روش جديد اين گروهِ تحقيقاتي مبتني بر تكنيكهاي جبران خطا در سطح سختافزارِ حافظۀ كوانتمي است.
به گفتۀ بيركاك، “هماكنون ما ‘پايدارافزاري’ ساختهايم كه براي كنترل حافظۀ مفيد كوانتمي مناسب است، اما نكتۀ اساسي اين است كه ما نشان دادهايم با رويكرد مذكور، كاربران ميتوانند مطمئن باشند كه در صورت رعايت حدود، خطاها حتي بعد از گذشت مدت زماني طولاني، از حدي مشخص فراتر نخواهند رفت. آنگاه، شرايطي كه براي عملكرد حافظه ايجاد كردهايم باعث ميشوند كه مهندسان سيستم دريابند كه چگونه ميتوان حافظۀ كوانتمي كارآمد و مؤثري ساخت. در اين روش، حتي از طيف وسيعي از نقايص تجربي واقعي نيز بهرهبرداري شده است.”
