فناوری جدید کیوبیت با الکترون‌های روی هلیوم مایع

نوآوری کوانتومی با به دام اندازی الکترون ها روی سطح هلیوم مایع

دانشمندان موفق شده اند فناوری تازه ای برای ساخت کیوبیت های پایدار توسعه دهند که بر پایه کنترل و به دام اندازی الکترون های منفرد روی هلیوم مایع کار می کند. این روش جدید می تواند آینده رایانش کوانتومی را متحول کند، زیرا پایداری و دقت بسیار بالایی برای نگهداری اطلاعات کوانتومی ارائه می دهد. در این طرح، محققان تلاش کرده اند با ایجاد محیطی تقریباً عاری از نقص، یکی از بزرگ ترین چالش های موجود در حوزه کیوبیت را حل کنند.

در این فناوری، سطح هلیوم مایع نقش بستری فوق العاده آرام برای حرکت آزادانه الکترون را ایفا می کند. این ویژگی باعث می شود که کیوبیت ها در مواجهه با نویز محیطی انرژی خود را از دست ندهند و برای مدت طولانی تری در وضعیت کوانتومی بمانند — امری که در رایانش کوانتومی یک پیشرفت بزرگ محسوب می شود.

مطالعه مقاله قبلی در دسته بندی تکنولوژی با عنوان بهترین پیشنهادهای پرایم دی 2025 برای خرید ارزان آنلاین.

چگونه الکترون ها به دام می افتند

پژوهشگران برای به دام انداختن الکترون ها از ترکیبی از میکروالکترودها و میدان های الکتریکی دقیق استفاده می کنند. به این ترتیب، هر الکترون می تواند به عنوان یک کیوبیت مستقل عمل کند. از آنجا که سطح هلیوم هیچ اتم سنگینی برای برهم کنش ندارد، حالت کوانتومی الکترون ها بسیار پایدار باقی می ماند. این طراحی جدید نه تنها حرکت الکترون را کنترل می کند، بلکه امکان جابه جایی اطلاعات کوانتومی را نیز فراهم می سازد.

مزایای فناوری جدید نسبت به روش های رایج

در سیستم های رایج کوانتومی، اغلب از اتم ها یا نقاط کوانتومی برای ذخیره اطلاعات استفاده می شود، اما این روش ها در برابر نویز مغناطیسی و حرارتی آسیب پذیرند. فناوری جدید الکترون های روی هلیوم مایع با حذف اغتشاشات فیزیکی، پایداری چشمگیری ایجاد می کند. علاوه بر آن، دمای کاری این سیستم ها در محدوده میلی کلوین است، یعنی شرایطی که در آن تقریباً هیچ ارتعاشی در محیط وجود ندارد.

گام بعدی در توسعه رایانش کوانتومی

محققان امیدوارند که این فناوری در آینده برای ساخت پردازنده های کوانتومی مقیاس پذیر مورد استفاده قرار گیرد. هرچند هنوز تا استفاده صنعتی از آن فاصله وجود دارد، اما آزمایش های اولیه نشان داده اند که می توان شبکه ای از صدها کیوبیت مبتنی بر الکترون های منفرد روی هلیوم مایع را در یک تراشه مجتمع کرد. این امر می تواند راه را برای ساخت رایانه های کوانتومی با توان محاسباتی بی سابقه باز کند.

در نهایت، بسیاری از کارشناسان معتقدند که ترکیب این فناوری با روش های فوتونی یا ابررسانا می تواند به تولد نسلی از دستگاه های کوانتومی منجر شود که هم از نظر انرژی کارآمدترند و هم در انتقال داده ها سرعتی فراتر از سیستم های امروزی دارند. این پیشرفت ها می تواند دریچه ای تازه در علم کوانتوم و صنایع مرتبط با آن بگشاید.

برای دریافت جدیدترین اخبار تکنولوژی با مجله هوش مصنوعی با ما همراه باشید