دستاورد جدید IBM: اطلاعات کوانتومی با دقت ۹۹ درصد بین دو تراشه منتقل شد

پژوهشگران IBM با اتصال دو تراشه کوانتومی ۱۲۰ کیوبیتی، موفق شدند اطلاعات کوانتومی را با میانگین دقت ۹۹ درصد بین آن‌ها انتقال دهند. این آزمایش با استفاده از چهار اتصال ابررسانا به طول ۸۰ سانتی‌متر انجام شد و دقت انتقال در بهترین حالت به ۹۹٫۲۹ درصد رسید. این دستاورد می‌تواند به توسعه کامپیوترهای کوانتومی ماژولار و افزایش مقیاس آن‌ها کمک کند.

کامپیوتر‌های کوانتومی برای دستیابی به توان پردازشی بیشتر باید از نظر تعداد کیوبیت‌ها و پیچیدگی پردازنده‌ها گسترش پیدا کنند. یکی از راه‌های رسیدن به این هدف، اتصال چند تراشه به یکدیگر است و دیگر نیاز نیست کیوبیت‌ها را روی یک تراشه متراکم کنیم.

ساینس‌آلرتدر این روش اتصال میان تراشه‌ها باید بتواند اطلاعات کوانتومی را در مسافت‌های نسبتاً طولانی، بدون آسیب قابل‌توجه به آن‌ها، منتقل کند. پژوهشگران IBM برای آزمایش این قابلیت، دو تراشه کوانتومی مجهز به ۱۲۰ کیوبیت را با چهار اتصال موسوم به L-coupler به یکدیگر متصل کردند. این اتصالات از آلومینیوم ابررسانا ساخته شده‌اند و طول هر مسیر انتقال به ۸۰ سانتی‌متر می‌رسد.

انتقال اطلاعات کوانتومی بین دو تراشه با دقت بالا توسط IBM

کیوبیت‌ها واحدهای پایه اطلاعات در کامپیوتر‌های کوانتومی هستند. برخلاف بیت‌های معمولی که مقدار صفر یا یک دارند، کیوبیت‌ها می‌توانند در برهم‌نهی حالت‌های کوانتومی قرار بگیرند. اتصالات آزمایش‌شده در این پژوهش، حالت‌های کوانتومی کیوبیت‌ها را بین دو تراشه منتقل می‌کنند.

پژوهشگران علاوه‌بر دقت بالای انتقال، دریافتند که این کابل‌ها هنگام کار انرژی بسیار کمی از دست می‌دهند و پس از سه چرخه گرم و سرد شدن نیز به فعالیت خود ادامه می‌دهند. آن‌ها همچنین توانستند درهم‌تنیدگی کوانتومی را بین دو تراشه منتقل کنند؛ پدیده‌ای که در آن حالت‌های کوانتومی ذرات به یکدیگر وابسته‌اند.

به‌گفته پژوهشگران، این آزمایش نخستین نمایش اتصال کوانتومی چندکاناله میان پردازنده‌های ابررسانای بزرگ مجهز به تعداد زیادی کیوبیت است. آن‌ها درمقاله خودمی‌نویسند که با افزایش پیچیدگی پردازنده‌ها و تعداد ماژول‌ها در سال‌های آینده، کامپیوتر‌های کوانتومی به اتصالات متعدد و تقریباً یکسانی بین ماژول‌ها نیاز خواهند داشت.

آی‌بی‌ام روی معماری ماژولار برای رایانش کوانتومی سرمایه‌گذاری کرده است. کیوبیت‌ها و اتصالات به‌کاررفته در این آزمایش قرار است در سیستم‌های برودتی این شرکت به کار گرفته شوند؛ سیستم‌هایی شبیه یخچال که اخیراً معرفی شدند و دمای بسیار پایین موردنیاز برای فعالیت کیوبیت‌ها را فراهم می‌کنند.

هدف نهایی آی‌بی‌ام، اتصال صدها تراشه کوانتومی در این واحدهای برودتی و ساخت نخستین کامپیوتر کوانتومی جهان است که بتواند خطاهای محاسباتی را شناسایی و اصلاح کند و تا سال ۲۰۲۹ به‌طور قابل‌اعتماد محاسبات انجام دهد.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.