علماء روس يعملون على أجهزة كمبيوتر كمومية متعددة المهام

طوّر علماء الفيزياء في روسيا، تكنولوجيا يمكنها تسريع تنفيذ العمليات المنطقية إلى حد بعيد، على أجهزة الكمبيوتر الكمومية فائقة التوصيل القائمة على ما يسمى ب"كيوبتات الفلاكسونيوم".
وأفادت الخدمة الصحفية لجامعة هندسة الإنشاء بأن هذا الاكتشاف يجعل علماء الفيزياء أقرب إلى تطوير أجهزة كمبيوتر كمومية متعددة المهام تعتمد على خلايا الذاكرة هذه.
واقترح العلماء الروس نهجا جديدا وأظهروا طريقة جديدة لتنفيذ عملية سريعة ثنائية الكيوبت على كيوبتات الفلوكسونيوم فائقة التوصيل، والتي يمكن أن تشكل أساسا لتصميم معالجات كمومية قابلة للتطوير ومعالجة الأخطاء، والآن بدأ الباحثون بالعمل على توسيع نطاق النهج المقترح، كما يقومون أيضا بتطوير مفهوم لإجراء عملية ثلاثية الكيوبتات على الفلوكسونيوم باستخدام عنصر توصيل واحد.
وتحقق هذا الاكتشاف من قبل مجموعة من الباحثين من جامعة هندسة الإنشاء الروسية ومركز الكم الروسي وجامعة "باومان" الحكومية التكنولوجية بموسكو أثناء دراسة خصائص ما يسمى بالفلوكسونيوم، وهذا ما يسميه الفيزيائيون نوعا فرعيا خاصا من خلايا الذاكرة الكمومية فائقة التوصيل، والقادرة على تخزين البيانات لفترة أطول بكثير من أنواع أخرى من الكيوبتات القائمة على الموصلات الفائقة.
وتعتبر حتى الآن، الفلوكسونيوم أقل شأنا مقارنة بأنواع أخرى من الكيوبتات فائقة التوصيل في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية المعقدة، ويرجع ذلك إلى الطبيعة البطيئة نسبيا وغير المضمونة للعمليات المنطقية التي تنطوي على خليتين متشابهتين من الذاكرة الكمومية. وقد وجد العلماء الروس أن هذه المشاكل يمكن حلها باستخدام البروتوكول الذي طوروه، والذي يجعل من الممكن تنفيذ الدوران المتحكم فيه، بصفته إحدى العمليات المنطقية الكمومية الرئيسية، وذلك بسرعة كبيرة وبأقل عدد من الأخطاء.
وهي تتضمن اثنين من الكيوبتات، تتغير حالة أحدهما اعتمادا على البيانات الموجودة في خلية الذاكرة الكمومية الثانية. وقد وجد الفيزيائيون في روسيا أن هذا الإجراء يمكن إكماله خلال 44 نانو ثانية فقط بمعدل نجاح يصل إلى 97% باستخدام مجموعة من ثلاث كوبيتات فلاكسونيوم كمومية مترابطة، وأنظمة التحكم بالموجات الدقيقة، وخوارزمية تستخدم كوبيتا واحدا لتنسيق التفاعلات بين خليتي ذاكرة كمومية أخريين.
واختبر العلماء تشغيل هذا النهج على نموذج أولي للمعالج الكمي الذي صنعوه استنادا إلى ثلاثة فلوكسونيوم. ومهّد الإكمال الناجح لهذه التجارب الطريق لإنشاء خوارزميات تعمل على تسريع العمليات المنطقية التي تتضمن ثلاث خلايا من الذاكرة الكمومية، كما جعل الفيزيائيين الروس أقرب إلى تصميم أجهزة كمبيوتر كمومية متعددة المهام وقابلة للتطوير تعتمد على هذا النوع من الكيوبتات الكمومية.