מחשבי Atom Quantum Neutral Atom מתקרבים יותר למציאות עם שתי פריצות דרך חדשות

מחשבים קוונטיים אטומים ניטרליים מבטיחים פתרונות לרבות מהבעיות הפוקדות את המכשירים של ימינו, אך הטכנולוגיה עדיין בהתהוות. פריצות דרך אחרונות ביכולת לשלוט ולתכנת מכשירים אלה מעידות על כך שהם מתקרבים לפריים טיים.

הטכנולוגיה הקוונטית המפותחת ביותר כיום מסתמכת על קיוביטים מוליכים-על, המניעים גם את המעבדים של IBM וגם של גוגל. אבל בעוד מכשירים אלה שימשו להדגמה עליונות קוונטית ולבנות את המחשב הקוונטי האוניברסלי הגדול ביותר נכון להיום, יש להם כמה מגבלות.

בתור התחלה, יש לקרר אותם קרוב לאפס המוחלט, מה שדורש ציוד קריוגני מגושם ויקר. המצבים הקוונטיים שלהם הם גם שבירים מאוד, בדרך כלל נמשכים רק מיקרו-שניות, והם מסוגלים ליצור אינטראקציה ישירה רק עם שכניהם הקרובים ביותר, מה שמגביל את מורכבות המעגלים שהם יכולים ליישם.

מחשבים קוונטיים בעלי אטום ניטרלי עוקפים את הבעיות הללו. הם בנויים ממערך של אטומים בודדים שצוננים לטמפרטורות נמוכות במיוחד על ידי ירי לייזרים לעברם. שאר המכשיר אינו זקוק לקירור וניתן לסדר את האטומים הבודדים במרחק מיקרומטר בלבד, מה שהופך את המערכת כולה לקומפקטית להפליא.

מידע קוונטי מקודד למצבים אטומיים בעלי אנרגיה נמוכה שהם מאוד יציבים, כך שהקיוביטים הללו מאריכים הרבה יותר מאשר מוליכי-על. יציבות זו גם מקשה על יצירת אינטראקציה בין הקיוביטים, מה שמקשה על יצירת הסתבכויות, שהן מרכזיות ברוב האלגוריתמים הקוונטיים. אבל אפשר להכניס את האטומים הנייטרליים האלה למצב נרגש מאוד, הנקרא א מדינת רידברג, על ידי ירי פולסי לייזר לעברו, שניתן להשתמש בהם כדי לסבך אותם זה עם זה.

למרות המאפיינים המבטיחים הללו, הטכנולוגיה שימשה עד כה בעיקר עבור סימולטורים קוונטיים שעוזרים להבין תהליכים קוונטיים אך אינם מסוגלים ליישם אלגוריתמים קוונטיים. אבל עכשיו, שני מחקרים ב טבע, בהובלת חוקרים מחברות מחשוב קוונטי QuEra ו ColdQuanta, הראו שניתן להשתמש בטכנולוגיה כדי ליישם מעגלים מרובי קיוביטים.

שתי הקבוצות מתמודדות עם הבעיה בדרכים מעט שונות. צוות QuEra לוקח א גישה חדשה לקישוריות במכשיר שלהם באמצעות קרני לייזר ממוקדות הדוקות, הידועות כפינצטה אופטית, כדי להזיז פיזית את הקיוביטים שלהן. זה מאפשר להם לסבך אותם בקלות עם קיוביטים מרוחקים במקום להיות מוגבל רק לאלו הקרובים ביותר. ה-ColdQuaצוות nta, לעומת זאת, סיבך את הקיוביטים שלו מרגש בו זמנית שניים מהם נכנסו למדינת רידברג.

שתי הקבוצות הצליחו ליישם מעגלים מורכבים מרובי קיוביטים. וכפי שמציינת האנה וויליאמס מאוניברסיטת דורהאם בבריטניה ב-an פרשנות נלווית, שתי הגישות משלימות.

ערבוב פיזי של הקיוביטים מסביב אומר שיש פערים ארוכים בין פעולות, אבל הקישוריות הגמישה מאפשרת ליצור מעגלים הרבה יותר מורכבים. גישת ColdQuanta, לעומת זאת, מהירה הרבה יותר ויכולה להריץ מספר פעולות במקביל. "שילוב של הטכניקות שהוצגו על ידי שתי הקבוצות הללו יוביל לפלטפורמה חזקה ורב-תכליתית עבור מחשוב קוונטי," וויליאמס כותב.

נדרשים שורה של שיפורים לפני שזה יקרה, אם כי, לדברי וויליאמס, מאמינות שערים טובה יותר (באופן עקבי אתה מסוגל להגדיר את הפעולה הנכונה) ועד צורות אופטימיזציה של קרן לייזר ולייזרים חזקים יותר.

נראה ששתי החברות בטוחות שזה לא ייקח הרבה זמן. QuEra כבר חשפה סימולטור קוונטי של 256 אטומים בשנה שעברה, על פי אתר האינטרנט שלהם, מחשב קוונטי של 64 קיוביטים "יגיע בקרוב". ColdQuanta הוא ספציפי יותר, עם הבטחה שזה מחשב הילברט 100 קיוביטים יהיה זמין השנה.

עד כמה אטומים ניטרליים יכולים להדביק טכנולוגיות מובילות בתעשייה כמו קיוביטים מוליכים-על ויונים כלואים נותר לראות, אבל נראה שמתמודד חדש ומבטיח נכנס למירוץ הקוונטי.

קרדיט תמונה: שהאדאת רחמן ב Unsplash

• Coinsmart. בורסת הביטקוין והקריפטו הטובה באירופה.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה חופשית.
• CryptoHawk. רדאר אלטקוין. ניסיון חינם.
• מקור: https://singularityhub.com/2022/04/25/neutral-atom-quantum-computers-edge-closer-to-reality-with-two-new-breakthroughs/