بحث جديد من جامعة شيكاغو يقترح مساراً لربط أجهزة الحوسبة الكمومية عبر مسافات لم تكن ممكنة سابقاً، ما يقترب من فكرة إنترنت كمومي. الورقة النظرية للمساعد الباحث Tian Zhong في Nature Communications تعرض امتداداً للنطاق النظري إلى 2,000 كم (1,243 ميل)، وتشير أيضاً إلى أن التماسك الأطول قد يسمح بنطاق يصل إلى 4,000 km بين مواقع بعيدة.
التحسن قائم على زيادة أزمنة التماسك الكمومي لذرات الإربيوم المفردة. رفع Zhong وفريقه زمن التماسك من 0.1 milliseconds إلى أكثر من 10 milliseconds، وسجلوا حتى 24 milliseconds في تجربة واحدة. هذا التماسك الأطول يقلل فقد المعلومات أثناء النقل ويتيح روابط أبعد.
الفرق لم يبتكر مادة جديدة بل غيّر طريقة تصنيع البلورات. بدلاً من طريقة Czochralski التقليدية التي تذيب المكونات عند أكثر من 2,000 degrees Celsius ثم تشكل البلورة، استعمل الفريق نمو طبقات رقيقة عبر molecular-beam epitaxy (MBE) لبناء البلورة في شكل نهائي. وصف Zhong المادة المصنوعة عبر MBE بأنها أنقى وتمتلك خواص تماسك أفضل.
الخطوات القادمة تجريبية: تخطيط لاختبار اتصال كيوبتين في ثلاجات تخفيف منفصلة عبر حوالي 1,000 kilometers من الكابل الملفوف وبناء ثلاجة ثالثة لتشكيل شبكة محلية ومحاكاة رابط بعيد المدى. ساهم المساعد البروفيسور Shuolong Yang في تكييف MBE، وخبير خارجي، بروفيسور Hugues de Riedmatten من Institute of Photonic Sciences، أشاد بالعمل ووصفه بمسار قابل للتوسع لإنتاج كيوبتات متوافقة مع الألياف.
كلمات صعبة
- تماسك — استمرار الحالة الكمومية دون فقدان معلوماتهاالتماسك
- زمن التماسك — المدة التي تبقى فيها الحالة الكمومية متماسكة
- بلورة — مادة صلبة ذات ترتيب منتظم للذراتالبلورة
- طبقة رقيقة — طبقة رقيقة جداً تترسب على سطح المادةطبقات رقيقة
- قابل للتوسع — يمكن زيادته ليشمل أنظمة أكبر
- كيوبت — وحدة أساسية للمعلومات في الحوسبة الكموميةكيوبتين, كيوبتات
- الحوسبة الكمومية — حوسبة تستخدم خصائص ميكانيكا الكم لمعالجة المعلومات
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- ما الفوائد المحتملة لربط أجهزة الحوسبة الكمومية عبر مئات أو آلاف الكيلومترات؟ اذكر سببين على الأقل.
- ما التحديات العملية التي قد تواجه تطبيق طريقة نمو الطبقات الرقيقة عبر MBE على نطاق صناعي؟
- هل تعتقد أن زيادة زمن التماسك وحدها تكفي لبناء شبكة كمومية بعيدة المدى؟ چرا تعتقد ذلك أو لا؟
