محاسبات کوانتومی به واقعیت نزدیک می‌شود
فیزیکدانان دانشگاه اورگون از ترکیب صوت و نور برای کنترل وضعیت الکترون‌ها در یک سیستم شبه اتمی استفاده کردند که ابزار جدیدی برای حرکت به سمت سیستم محاسبات کوانتومی محسوب می‌شود.
به گزارش کلیک، این آزمایش بر روی یک الماس که با یک لایه اکسید روی حاوی رسانای الکتریکی و در دمای ۸ درجه کلوین(منفی ۴۴۵٫۲۷ فارنهایت و منفی ۲۶۵٫۱۵ سلسیوس)، کمی بالای صفر مطلق انجام شد.
استفاده از امواج صوتی با نام امواج صوتی سطحی برای تغییر وضعیت الکترون‌ها می‌تواند تبادل داده بین بیت‌های کوانتومی را القا کند. تعامل کیوبیت‌ها همانند بیت‌های دوتایی در محاسبات کنونی برای ساخت سیستم‌های پیشرفته امری حیاتی است.
جزییات این تحقیق در مقاله‌ای بر روی سایت مجله مطالعات فیزیک قرار گرفته است.
هایلین وانگ استاد فیزیک دانشگاه اورگون و عضو مرکز علوم اپتیکال، مولکول و کوانتوم دانشگاه اورگن می‌گوید: "تراشه‌های کامپیوتری در سیستم‌های امروزی بر اساس مدارهای الکتریکی هستند. آن‌چه ما انجام داده‌ایم می‌تواند منجر به یک ساختار جدید، یک راه جدید برای طراحی تراشه‌های کامپیوتری شود. به‌جای استفاده از مدارهای الکتریکی ما امواج صوتی را در یک تراشه می‌گنجانیم. امید ما به تراشه‌های صوتی و همچنین کاربردهای بالقوه آینده کامپیوترهای کوانتومی است."
این تحقیق بر روی هدف پژوهش محاسبات کوانتومی تمرکز دارد و از نقص الماس با نام حفره‌های نیتروژن بهره می‌برد. در این ویژگی یک اتم نیتروژن با یک اتم کربن مجاور جایگزین می‌شود.
دانشمندان می‌خواهند در این حفره‌ها کنترل چرخش یا وضعیت الکترون کیوبیت را به‌دست گیرند. آزمایشگاه وانگ نیز یکی از چندین مراکز سراسر دنیا است که به‌دنبال ترکیب امواج صوتی هستند.
اندرو گولتر، رئیس مطالعات و دستیار آزمایشگاه وانگ می‌گوید: "ما امواج صوتی را طوری قرار می‌دهیم تا وارد خود الماس شود. سپس تغییر فرکانس به وضعیت مناسب می‌تواند کنترل وضعیت کوانتوم را به‌دست گیرد."
برای اضافه کردن امواج صوتی، یک بلندگوی کوچک بر روی سطح الماس ساخته‌اند. صدا باعث می‌شود الماس و لایه اکسید روی حرکت کرده و به جلو و عقب بروند. امواج صوتی در سطح الماس حرکت کرده و با مراکز نیتروژنی تعامل پیدا می‌کند. در این هنگام دانشمندان از لیزر استفاده کرده و نور می‌تابانند که به آن‌ها امکان مشاهده تغییر وضعیت الکترون‌ها را می‌دهد.
گولترمی‌گوید: "شما می‌خواهید کیوبیت خاموش یا روشن باشد. ما از صوت و نور برای تغییر آن‌ها در حالت‌های مختلف استفاده کردیم. نور برای برخی موارد خیلی خوب جواب می‌دهد اما گاهی اوقات نیز کار کردن با آن سخت است.اگر دو کیوبیت در مکان‌های مختلفی باشند و ما بخواهیم که با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، حرکت دادن نور بین این دو سخت خواهد بود. نور بسیار سریع حرکت می‌کند و کنترل آن دشوار است. صوت آهسته‌تر حرکت کرده و راحت‌تر در بین مواد مختلف جابجا می‌شود.
برای مواد جامد مثل تراشه، صوت می‌تواند یک ابزار مناسب برای ساخت شبکه اتم‌های تعاملی باشد که در آن امواج صوتی اطلاعات را از یک اتم به اتم دیگر منتقل می‌کنند.
منبع: sciencedaily