حقيقة أن المعلومات مشفرة باستخدام أنظمة كمومية معرضة للضوضاء والتداخل ، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء ، هي عائق كبير أمام تطوير كمبيوتر كمي قابل للتطبيق بشكل واقعي. يواجه تطوير الحواسيب الكمومية صعوبة كبيرة في تصحيح هذه الأخطاء. يوفر استبدال الكيوبتات بالرنانات ، الأنظمة الكمومية ذات الحالات المحددة أكثر من مجرد حالتين ، بديلاً قابلاً للتطبيق. يمكن مقارنة هذه الحالات بوتر الغيتار ، والذي يمكن أن يهتز بعدة طرق مختلفة.
ومع ذلك ، فإن التحكم في حالات الرنان يمثل تحديًا. الآن ، تكنولوجيا الكم في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا طور تقنية للتحكم في الحالات الكمومية للضوء في تجويف ثلاثي الأبعاد. تسمح هذه التقنية للعلماء بتوليد جميع حالات الضوء الكمومية المثبتة سابقًا تقريبًا.
سيمون جاسبارينيتي ، رئيس مجموعة بحثية تجريبية فيزياء الكم في تشالمرز وأحد كبار مؤلفي الدراسة ، "لقد أظهرنا أن تقنيتنا تتساوى مع أفضل التقنيات في العالم."
قالت مارينا كودرا ، طالبة الدكتوراه في قسم التكنولوجيا الدقيقة وعلم النانو والمؤلفة الرئيسية للدراسة ، "حالة المرحلة التكعيبية هي أمر حاول العديد من علماء الكم خلقه عمليًا لمدة عشرين عامًا. توضح حقيقة أننا تمكنا الآن من القيام بذلك لأول مرة مدى جودة عمل تقنيتنا ، ولكن أهم تقدم هو أن هناك العديد من الحالات ذات التعقيد المتفاوت ، وقد وجدنا تقنية يمكنها إنشاء أي منها. "
سيطر العلماء على الخواص الميكانيكية الكمومية لـ الفوتونات عن طريق تطبيق مجموعة من النبضات الكهرومغناطيسية تسمى بوابات. استخدموا خوارزمية لتحسين تسلسل محدد من بوابات الإزاحة البسيطة وبوابات SNAP المعقدة لتوليد حالة الفوتونات. عندما تبين أن البوابات المعقدة طويلة للغاية ، اكتشف العلماء حلاً لتقصيرها عن طريق تعظيم النبضات الكهرومغناطيسية بتقنيات التحكم المثلى.
قال سيمون جاسبارينيتي ، "سمح لنا التحسن الكبير في سرعة بوابات SNAP الخاصة بنا بالتخفيف من آثار فك الترابط في وحدة التحكم في الكم لدينا ، ودفع هذه التقنية خطوة واحدة إلى الأمام. لقد أظهرنا سيطرة كاملة على نظامنا الميكانيكي الكمومي ".
قالت مارينا قدرة ، "أو ، لتوضيح الأمر بشكل أكثر شاعرية ، لقد التقطت الضوء في مكان يزدهر فيه وشكلته في بعض الأشكال الجميلة حقًا."
كان النظام المادي المتفوق ضروريًا أيضًا لتحقيق هذا الهدف.
لكل Delsing محمد, "في تشالمرز ، لدينا مجموعة كاملة لبناء أ الكمبيوتر الكم، من النظرية إلى التجربة ، كل ذلك تحت سقف واحد. يمثل حل تحدي تصحيح الأخطاء عقبة رئيسية في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية على نطاق واسع ، ونتائجنا هي دليل على ثقافتنا وطرق عملنا ".
المرجع مجلة:
- مارينا كودرا ، ميكائيل كيرفينن ، إنغريد ستراندبرغ ، وآخرون. إعداد قوي لحالات Wigner السلبية مع تسلسل إزاحة SNAP المحسن. PRX الكم. دوى: 10.1103 / PRXQuantum.3.030301
