نیا چپ فن تعمیر سپر کنڈکٹنگ کوئبٹ صفوں کو بڑھانے کی امید پیش کرتا ہے - فزکس ورلڈ

امریکہ میں سائنسدانوں نے ایک ذہین نیا کوانٹم چپ فن تعمیر متعارف کرایا ہے جو سپر کنڈکٹنگ کوانٹم بٹ (کوبٹ) سرکٹس کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہونے والے سگنلز کی وجہ سے ہونے والے خلل کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے۔ کی قیادت میں چوان ہانگ لیو اور رابرٹ میک ڈرموٹ وسکونسن یونیورسٹی کے ٹیم یہ ظاہر کرتا ہے کہ نیا ملٹی چپ ماڈیول (MCM) گیٹ کی غلطیوں کو پہلے کے ڈیزائنوں کے مقابلے میں تقریباً 10 کے فیکٹر سے کم کرتا ہے جس میں ایک ہی کنٹرول سسٹم کا استعمال کیا جاتا ہے، جس سے یہ معیاری ٹیکنالوجیز کا قابل عمل مدمقابل ہے۔

بہت سے فزیکل سسٹمز کے محققین ایک توسیع پذیر کوانٹم کمپیوٹر کے لیے ممکنہ "بلڈنگ بلاکس" کے طور پر تلاش کر رہے ہیں، سپر کنڈکٹنگ کوئبٹ اپنے اعلی ہم آہنگی کے وقت کی وجہ سے نمایاں ہے (ایک پیمانہ ہے کہ یہ کتنی دیر تک کوانٹم حالت میں رہتا ہے) اور مخلصی (ایک پیمانہ) اس کے آپریشنز کتنے غلطی سے پاک ہیں)۔ لیکن سپر کنڈکٹنگ کوانٹم کمپیوٹنگ جتنا طاقتور ہو سکتا ہے، اس کی پوری صلاحیت کو کھولنے کے لیے 1 ملین سے زیادہ فزیکل کیوبٹس کی ضرورت ہوگی۔ یہ ایک چیلنج پیش کرتا ہے، کیونکہ سپر کنڈکٹنگ کوئبٹ سسٹم کام کرنے کے لیے بڑے کرائیوجینک کولرز اور جدید ترین مائکروویو کنٹرول اپریٹس کا مطالبہ کرتا ہے۔

اس کنٹرول اپریٹس کو آسان بنانے کا ایک طریقہ مائیکرو ویوز کے بجائے مقناطیسی فیلڈ کی سب سے چھوٹی اکائیوں - فلوکس کوانٹا - کا استعمال کرتے ہوئے کیوبٹس کو کنٹرول کرنا ہے۔ اس سنگل فلوکس کوانٹم (SFQ) ڈیجیٹل لاجک ٹکنالوجی پر مبنی کوانٹم گیٹس، جیسا کہ یہ جانا جاتا ہے، کوانٹائزڈ فلوکس دالوں کا ایک تسلسل استعمال کرتے ہیں جس میں ایک انٹر-پلس ٹائمنگ کو بعینہ طور پر کیوبیٹ کی دوغلی مدت میں کیلیبریٹ کیا جاتا ہے۔ یہ طریقہ توانائی کی بچت، کمپیکٹ اور تیز رفتار آپریشنز کے قابل ہے، جو اسے ملٹی کوبٹ سرکٹس میں انضمام کے لیے ایک مثالی امیدوار بناتا ہے۔

ایک زہریلا مسئلہ

مسئلہ یہ ہے کہ SFQ سرکٹ کو qubits کے قریب رکھا جانا چاہیے، جو ناگزیر طور پر نبض پیدا کرنے کے دوران quasiparticle poisoning نامی ایک رجحان کی طرف لے جاتا ہے۔ یہ quasiparticle poisoning سپر کنڈکٹنگ سرکٹ میں ناپسندیدہ آرام، جوش اور خلل پیدا کرتا ہے، جس سے کیوبٹ کی عمر کم ہوتی ہے۔

اس چیلنج کو روکنے کے لیے، لیو اور ساتھیوں نے MCM فن تعمیر کو اپنایا۔ اس سیٹ اپ میں، SFQ ڈرائیور اور کوئبٹ سرکٹس الگ الگ چپس پر رہتے ہیں۔ یہ چپس ایک دوسرے کے اوپر 6.4 مائیکرو میٹر کے وقفے کے ساتھ اسٹیک ہوتے ہیں اور ایک دوسرے کے ساتھ جڑے ہوئے ہوتے ہیں جنہیں ان-بمپس کہا جاتا ہے۔ دونوں چپس کے درمیان جسمانی علیحدگی کئی فوائد پیش کرتی ہے۔ یہ بنیادی طور پر ایک رکاوٹ کے طور پر کام کرتا ہے، جو کواس پارٹیکلز کو براہ راست SFQ ڈرائیور سے کوئبٹ تک پھیلنے سے روکتا ہے۔ مزید برآں، یہ خلل کا ایک اور ذریعہ – فونون، جو کہ جوہری یا سالماتی کمپن ہیں – کو مواد کے ذریعے سفر کرنے سے روکتا ہے، کیونکہ ان ٹکرانے والے بانڈز ان کے پھیلاؤ کے لیے ایک طرح کی مزاحمت پیش کرتے ہیں۔ اس مزاحمت کی بدولت، یہ کمپن مؤثر طریقے سے بکھر جاتی ہیں اور کوبٹ چپ تک پہنچنے سے روکتی ہیں۔

شدت میں بہتری کا آرڈر

آن چپ ڈیزائن کا استعمال کرتے ہوئے SFQ ڈیجیٹل لاجک کے ابتدائی ٹرائلز میں، اوسط کوبٹ گیٹ کی غلطی 9.1% تھی۔ MCM کی بدولت، Liu اور McDermott کی ٹیم نے اسے کم کر کے 1.2% کر دیا - تقریباً حد تک بہتری کا حکم۔

میرا پسندیدہ کوئبٹ: کوانٹم سمولیشن اور کمپیوٹیشن سپر کنڈکٹنگ کوئبٹس کے ساتھ

مستقبل کے مقصد کے طور پر، وسکونسن کے محققین اور سائراکیوز یونیورسٹی، نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف اسٹینڈرڈز اینڈ ٹیکنالوجی، یونیورسٹی آف کولوراڈو اور لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری میں ان کے ساتھیوں کا مقصد quasiparticle پوائزننگ کے ذرائع کو مزید کم کرنا ہے۔ دیگر موزوں ڈیزائنوں کے ساتھ تجربہ کرکے اور SFQ پلس ٹرینوں کو مزید بہتر بنا کر، ٹیم کا کہنا ہے کہ گیٹ کی غلطیوں کو کم سے کم 0.1% یا اس سے بھی 0.01% تک کم کرنا ممکن ہو سکتا ہے، جس سے SFQ کو سپر کنڈکٹنگ کوئبٹس میں اسکیل ایبلٹی حاصل کرنے اور ان لاک کو کھولنے کی جانب ایک امید افزا راستہ بنایا جا سکتا ہے۔ غلطی برداشت کرنے والے کوانٹم کمپیوٹرز کی ایکسپونینشل کمپیوٹنگ پاور۔

تحقیق میں شائع ہوا ہے۔ PRX کوانٹم.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/new-chip-architecture-offers-hope-for-scaling-up-superconducting-qubit-arrays/