"قطة شرودنغر" تفتح بابا إلى "الكأس المقدسة" للحوسبة
© unsplash/Nicolas Arnold
تابعنا عبر
تشكل الأخطاء في أجهزة الكمبيوتر الكمومية عقبة أمام مستخدميها على نطاق واسع، لكن فريقًا من العلماء وجد أنه باستخدام ذرة الأنتيمون وتجربة فكرية لقطة "شرودنغر"، من الممكن أن يجد طريقة لإيقافها.
استخدم العلماء تجربة فكرية شهيرة، قطة "شرودنغر"، للتوصل إلى طريقة لإزالة الأخطاء من أجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية.
وتعتمد الطريقة الجديدة على تشفر المعلومات الكمومية على ذرة الأنتيمون، والتي لديها ثماني حالات ممكنة تمكن البيانات من التخزين بشكل أكثر أمانًا من البت الكمومي ثنائي الحالة القياسي.
7 يناير 2025, 09:18 GMT
ويعد هذا الاختراق خطوة حيوية في جعل الأخطاء داخل الأنظمة الكمومية أقل احتمالية للحدوث، وعندما تحدث، يسهل اكتشافها وتصحيحها - وهو حاجز رئيسي أمام تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
واستخدم العلماء طريقة الفيزيائي إروين شرودنغر التي تصف بشكل مثير القواعد الغريبة للعالم الكمومي من خلال تخيل قطة موضوعة داخل صندوق معتم مع قارورة سامة بها آلية فتح يتم التحكم فيها عن طريق الاضمحلال الإشعاعي - وهي عملية كميّة عشوائية تمامًا.
وحتى يتم فتح الصندوق ومراقبة القطة، زعم شرودنغر، أن قواعد ميكانيك الكم تعني أن القطة ستوجد في تراكب من الحالات، ميتة وحية في نفس الوقت.
وفي حالة البت الكمومي، يمكن ترميز المعلومات الكمومية المتعلقة بالحالات 0 أو 1 لجهاز كمبيوتر كلاسيكي على حالات "الدوران لأعلى" و"الدوران لأسفل" للذرة - حيث يكون الدوران هو الزخم الزاوي الجوهري لجسيم أساسي.
ولكن إذا تسبب الضجيج داخل الكمبيوتر الكمومي في تغيير هذا الدوران فجأة (كما يحدث غالبًا)، فستضيع الحالة الكمومية، مما ينتج عنه خطأ يدمر المعلومات الموجودة بداخله.
وللتغلب على هذه المشكلة، قام الباحثون وراء الدراسة الجديدة بدمج ذرة أنتيمون، والتي لها ثمانية اتجاهات دوران مختلفة، داخل شريحة سيليكون كمومية، تعني الاتجاهات الستة الإضافية للدوران لذرة الأنتيمون أنه على عكس نظام حالتي الدوران، فإن خطأ واحدًا لا يكفي لتدمير المعلومات المشفرة.
وقال المؤلف المشارك بنيامين فيلهلم، وهو طالب دكتوراه في الهندسة الكهربائية والاتصالات في جامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا، في بيان: "كما يقول المثل، القطة لها تسع أرواح، خدش واحد صغير لا يكفي لقتلها، "قطتنا المجازية لها سبع أرواح: سيستغرق الأمر سبعة أخطاء متتالية لتحويل 0 إلى 1".
ومع وجود هذا النظام، أكد الباحثون إنهم سيعملون الآن على إثبات طريقة للكشف عن الأخطاء وتصحيحها في شريحتهم، وهو إنجاز يعتبر "الكأس المقدسة" في مجال الحوسبة الكمومية.
