Olimlar qamalib qolgan ion kubitlarini o‘lchashda yorug‘likni boshqarish bo‘yicha “mumkin bo‘lmagan vazifa”ga erishdilar. Qubit lazer nuri bilan o'lchanganda, jarayon ko'pincha qo'shni kubitlarga zarar etkazadi. Gologrammalar bunga yordam beradi.
Kvant axboroti bilan ishlashda olimlar duch keladigan eng qiyin muammolardan biri bu qubitlarni himoya qilishdir. Buning sababi shundaki, ular har safar hatto bir kubitni qayta o'rnatgan, o'lchagan yoki olib tashlaganida, qo'shni kubitlar zararlanishi mumkin, bu esa ma'lumotlarning yo'qolishiga olib keladi. Vaterlou universiteti tadqiqotchilari tomonidan olib borilgan yangi tadqiqot ushbu muammoni hal qilishni taklif qiladi. Tadqiqot mualliflari kubitlarni manipulyatsiya qilish uchun ishlatiladigan lazer nurini aniq boshqarish usulini ishlab chiqdilar.
Ular hatto bu deyarli imkonsiz vazifani bajarish uchun tajriba o'tkazdilar. Tajriba bir necha mikrometr uzoqlikdagi qoʻshni qubitlarga hech qanday zarar yetkazmasdan yoki bezovta qilmasdan, qamalgan ion kubitini oʻlchash va maʼlum holatga qaytarishdan iborat edi. "Ushbu namoyish ushbu sohadagi kelajakdagi tadqiqotlarga, jumladan kvant protsessorlarini takomillashtirish, bugungi kunda mavjud bo'lgan mashinalarda kvant simulyatsiyasi kabi vazifalarning tezligi va imkoniyatlarini oshirish va xatolarni tuzatishga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin", deb ta'kidlaydi tadqiqot mualliflari.
Nega biz ko'pincha kubitlarni saqlay olmaymiz?
Qubitlarni himoya qilishning mavjud usullari bir qator cheklovlarga ega. Masalan, ular ko'pincha xatolarni tuzatish uchun qo'shimcha kubitlar yoki ortiqcha jarayonlar kabi qo'shimcha resurslarni talab qiladi. Bu kogerentlik vaqtining yo'qolishiga olib kelishi mumkin - bu vaqt davomida qubitlar o'zlarining kvant holatida buzilmagan holda qoladilar. Bunday usullar, shuningdek, tuzatish jarayonida yangi xatolarni keltirib chiqarishi mumkin, bu umumiy samaradorlik va ishonchlilikni pasaytiradi.
Ushbu cheklovlar qubitlarni manipulyatsiya qilish yoki hatto kirishni juda qiyinlashtiradi. Tadqiqot mualliflari ushbu muammoning qiziqarli yechimini taklif qilishdi. Ular ikkita alohida texnologiya ustida ishladilar: ion tutqichli kubitlar va golografik nur hosil qilish.
Birinchisi lazer nuri yordamida kubitlarni o'qish, qayta o'rnatish va manipulyatsiya qilish uchun ishlatiladi. Ushbu jarayon davomida qubitlar elektromagnit maydonlarda saqlanadigan ionlar bilan ifodalanadi. Ikkinchisi gologrammalar kabi optik elementlar orqali lazer nurini shakllantirish va manipulyatsiya qilish uchun ishlatiladi.
Ular lazer nurini boshqarish uchun ikkala texnologiyani birgalikda ishlatishga qaror qilishdi, shunda ular ma'lum bir qubit ustida ishlayotganda tizimdagi boshqa kubitlarga xalaqit bermasin.
Qubitlar bilan ularga zarar bermasdan qanday ishlash kerak
Tadqiqot mualliflari kubitning kvant holatini o'zgartirishga qaror qilishdi. Ular birinchi navbatda uning kvant holatini oraliq o'lchov yordamida hisoblab chiqdilar, bunda kvant hisoblash jarayoni boshqa operatsiyalar davom etayotganda kubit holati o'lchanadi.
Keyin ular gologramma nur hosil qilish texnologiyasidan foydalangan holda tutilgan ionli kubit o'rnatishda aniq boshqariladigan lazerdan foydalanishdi. Ushbu kombinatsiyalangan yondashuv yorug'likni nishonga qaratib, boshqa qubitlarga tegishining oldini oldi. Biroq, “bu jarayon davomida maqsadli ion fotonlarni barcha yo'nalishlarga tarqatadi. Hatto mukammal yorug'lik nazorati bilan ham, bu tarqoq fotonlar qo'shni kubitlarning kvant holatini buzishi va ularni himoya qilish qobiliyatini cheklash xavfi mavjud ", dedi tadqiqotning katta muallifi va Vaterlou universiteti professori Rajibul Islom.
Golografik yondashuv tadqiqotchilarga tarqalgan fotonlarni boshqarish va cheklash imkonini berdi. Natijada, tajriba muvaffaqiyatli o'tdi va qo'shni qubitlarga hech qanday buzilish yoki zarar keltirmadi.
“Biz in situ holatini tiklash va tutqichlangan ionlar holatini o‘lchash qobiliyatini namoyish qilamiz, yaqin atrofdagi “texnologik” qubitni qayta o‘rnatishda “faol” ion kubitini ushlab turish aniqligiga >99,9% va qo‘llanilganda >99,6% ushlab turish aniqligiga erishamiz. 11 mkm masofada bir xil qo'shni kubitda 6 mks uchun aniqlash nuri ", - deydi tadqiqot mualliflari.
Bu aql bovar qilmaydigan yutuq, chunki hozirgacha atrofdagi hamma narsani silkitmasdan bitta kubitni o'lchash deyarli mumkin emas deb hisoblangan. "Bizning sohamizdagi deyarli hamma buni yomon g'oya va hatto sinashga ham arzimasligini aytdi, chunki u juda nozik", - deya qo'shimcha qiladi Islom. “Biroq, biz yo‘q qilmoqchi bo‘lmagan boshqa kubitlarda kvant ma’lumotlarini saqlagan holda, o‘zingiz xohlagan har qanday qubitni yo‘q qilish mumkinligini ko‘rsatdik”, dedi tadqiqotning birinchi muallifi va doktorantlardan biri Saynat Motlakunta. Vaterloo universiteti.
Agar siz aviatsiya va kosmik texnologiyalar haqidagi maqola va yangiliklarga qiziqsangiz, sizni yangi loyihamizga taklif qilamiz AERONAUT.media.
Shuningdek o'qing: