على الرغم من أن الحوسبة الكمومية ربما لا تزال على بعد عقود من مرحلة التطبيق، إلا أن فريقًا من العلماء في أستراليا أعلن هذا الأسبوع أنهم أحرزوا تقدمًا في هذا المجال.
على الرغم من أن الحوسبة الكمومية ربما لا تزال على بعد عقود من مرحلة التطبيق، إلا أن فريقًا من العلماء في أستراليا أعلن هذا الأسبوع أنهم أحرزوا تقدمًا في هذا المجال.
قد تسمح الخصائص الغريبة للعالم الكمي لأي حاسوب كمي بالعمل بسرعات وقدرات أكبر بكثير من أجهزة الكمبيوتر الحالية.
بينما تقوم أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية بمعالجة الإشارات الثنائية للبيانات، تستخدم المعالجات الكمومية البتات الكمومية أو الكيوبتات التي تشفر الحالة الكمومية للجسيمات مثل الذرات والفوتونات والإلكترونات. وبما أن هذه الجسيمات يمكن أن تكون في عدة حالات في نفس الوقت، فإن البتات الكمومية ستسمح بتنفيذ عدد كبير من خيارات الحساب في وقت واحد.
ومع ذلك، فإن هذه الجسيمات حساسة للاضطرابات القادمة من العالم الخارجي، ما لم يتم عزلها تمامًا، تتسرب معلوماتها الكمومية، وهذا الوضع يسمى "فك الترابط".
في الأسبوع الماضي، أعلن روبرت كلارك من جامعة نيو ساوث ويلز في سيدني أنه اكتشف كيوبتًا من شريحة السيليكون، بالإضافة إلى آلية قراءة الحالة الكمومية، ويبدو أنه قد حل المشكلة: "كان هذا يعتبر وقال كلارك خلال اجتماع لشركة بريتيش رويال في لندن: "كان الأمر مستحيلا قبل بضع سنوات فقط".
يعتمد جهاز القراءة (UNSW) على مخطط رئيسي ورسم تخطيطي نشره بروس كين من جامعة ميريلاند عام 1998. استخدم كين ذرتين من الفوسفور داخل بلورة السيليكون. إن الحالات الكمومية للذرات طويلة الأمد للغاية، لذا فإن الأمل هو أن تكون بمثابة كيوبتات لا تصل إلى حالة عدم الترابط. ومن شأن مجموعة كبيرة من هذه الرقائق أن تتيح معالجة كمية مفيدة.
يتطلب بناء جهاز كين أن يتم زرع الذرات بداخله بمنتهى الدقة، ويشكك الباحثون فيما إذا كان ذلك ممكنًا. ومع ذلك، من خلال العمل مع فريق من جامعة ملبورن، تمكن كلارك وزملاؤه من زرع ذرات الفوسفور داخل شريحة السيليكون من خلال تركيز شعاع عالي الطاقة من أيونات الفوسفور في الشريحة.
لقد حددوا الآن موقع الذرات داخل الشريحة، وأظهروا أنه يمكن قراءة حالتها الكمومية باستخدام ترانزستور حساس مصنوع من إلكترون واحد. والفرق الوحيد عن مخطط كين هو أنهم يستخدمون حالات الشحن بدلاً من المعلومات حول دوران الذرة لمعالجة البيانات.
يعتقد كلارك أنه يمكن ترقية جهازه لبناء مصفوفات من الكيوبتات، ويأمل أن ينجح في المهمة بحلول عام 2007. أحد أهدافه هو تشغيل خوارزمية جروفر، وهو محرك بحث لقاعدة بيانات كمومية سيكون أسرع بكثير على الكمبيوتر الكمي من على جهاز كمبيوتر قياسي.
وفي الاجتماع نفسه، أعلن راينر بلات من جامعة إنسبروك في النمسا أن فريقه كان قادرًا على إجراء حسابات كمومية باستخدام أيون الكالسيوم الملتقط. هذه هي ذرة الكالسيوم الأولى المبنية على نظام ثبت أنه في حالة كمومية.
قام الفريق في إنسبروك بتشغيل خوارزمية Deutsch-Josza على المعالج الخاص بهم، والتي تتحقق من حالة العملة الوهمية التي يكون لها أحيانًا وجهان متساويان وأحيانًا مختلفان. يمكن للكمبيوتر الكمي التحقق من وجهي العملة في وقت واحد، وبالتالي يمكنه من الناحية النظرية تشغيل البرنامج في نصف الوقت.
