التحكم في خمسة كيوبتات سبينية من السيليكون في آن واحد بدقة عالية

أظهر فيزيائيون في مركز ريكن لعلوم المادة الناشئة وباحثون متعاونون معهم تحكمًا عالي الدقة في عدة كيوبتات سبينية من السيليكون تعمل في الوقت نفسه. نُشرت الدراسة في 15 أكتوبر في مجلة Nature Physics.

استخدمت التجارب مصفوفة من خمسة كيوبتات موصولة بخط تحكم ميكروي مشترك. وبعد تحديد سبب رئيسي للأخطاء أثناء التشغيل المتزامن، طوّر الفريق تقنية تقلل هذه الأخطاء وتحافظ على الدقة.

لماذا يصعب التحكم المتزامن

تستخدم الحواسيب الكمومية بتات كمومية، أو كيوبتات، يمكن أن توجد في تراكيب من 0 و1. وتخزّن الكيوبتات السبينية من السيليكون المعلومات في سبين إلكترونات منفردة محصورة في السيليكون، وتتطلب الحسابات الموثوقة تحكمًا بالغ الدقة في هذه السبينات. وتوفّر إشارات الموجات الميكروية هذا التحكم، لكن تشغيل عدة كيوبتات معًا قد يولّد تأثيرات غير مرغوبة تخلّ بالدقة.

وعزا الباحثون جزءًا كبيرًا من المشكلة إلى انزياح ستارك المتناوب. يحدث هذا التأثير عندما تغيّر إشارات التحكم الميكروية مستويات الطاقة الفعالة للكيوبت، فينتج عن ذلك تغيّر في طور حالته الكمومية. ويمكن لهذه الانزياحات الطورية أن تعطّل التشغيل المقصود للكيوبتات المنفردة، خصوصًا عند التحكم في عدة منها معًا.

ما معنى ذلك

«يبيّن هذا أنه يمكن الحفاظ على تحكم عالي الدقة حتى عند تشغيل عدة كيوبتات في وقت واحد، وهو خطوة مهمة نحو توسيع نطاق المعالجات الكمومية القائمة على السيليكون»، بحسب ليون كامينتسيند، الباحث في ريكن والمؤلف الأول المشارك الذي أشرف على التجارب. ولا يتضمن الملخص المتاح لنا أرقام الدقة، وهي واردة في الورقة البحثية. المزيد في قسم العلوم لدينا.