دانشمندان ژاپنی و استرالیایی با ساخت واحدهای سازنده و اولیه رایانه‌های کوانتومی، یعنی دروازه‌های منطقی دو کیوبیتی، یک گام به ساخت انبوه رایانه‌های کوانتومی نزدیک‌تر شدند.
به گزارش مرکز روابط عمومی و اطلاع رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری بخش فناوری های همگرا(nbics):
محققان
برای نخستین بار توانستند یک دروازه منطقی کوانتومی (a quantum logic
gate) از سیلیکون بسازند. این دروازه منطقی، محاسبات دو کیوبیتی اطلاعات
را ممکن می‌سازد. این مهم توسط دانشمندان دانشگاه نیو سوث ولز (University
of New South Wales) و دانشگاه کیو (Keio University) انجام گرفته‌است.
اندرو
زوراک ، سرپرست تیم در دانشگاه نیو سوث ولز می‌گوید: «ما در حال تغییر
بازی هستیم. ما توانستیم یک دروازه منطقی دو کیوبیتی (واحد سازنده
رایانه‌های کوانتومی) سیلیکونی بسازیم.»
در رایانه‌های مرسوم، داده‌ها
به صورت بیت‌های دودویی ترجمه می‌شوند؛ یعنی همیشه دو حالت 0 و 1 را
دارند. با این وجود یک کوانتوم بیت (یا در اصطلاح کیوبیت) می‌تواند به
صورت هم‌زمان در هر دو حالت وجود داشته باشد. وقتی این شرایط ایجاد می‌شود
به آن سوپرپوزیشن (superposition) یا برهم‌نهی می‌گویند. بدین ترتیب
اجرای بسیاری از محاسبات به صورت موازی امکان‌پذیر خواهد بود.
زوراک می‌گوید: «اگر رایانه‌های کوانتومی به واقعیت بپیوندند، توانایی هدایت محاسبات یک و دو کیوبیتی ضروری خواهد بود.»
تا
پیش از این، دو بیت کوانتومی با ساختار سیلیکونی نمی‌توانستند به اصطلاح
با هم "صحبت کنند" – و به وسیله آن یک دروازه منطقی بسازند. اما تیم
دانشگاه نیو سوث ولز – که با پروفسور کوهی اِم. ایتو کار می‌کنند – این
کار را برای اولین بار با موفقیت به اجرا در آورده‌است.
نتایج نشان
می‌دهد آجربناهای فیزیکی رایانه‌های کوانتومی سیلیکونی با موفقیت
پایه‌گذاری شده‌است. بدین ترتیب مهندسان می‌توانند طراحی و ساخت رایانه‌های
کوانتومی را آغاز نمایند.
دکتر مِننو وِلدهورست ، محقق و نویسنده
مسئول مقاله می‌گوید: «تراشه‌های سیلیکونی در گوشی‌های هوشمند یا تبلت‌ها
چیزی در حدود 1 میلیارد ترانزیستور دارند. این ترانزیستورها 100 میلیاردم
یک متر هستند. ما این ترانزیستورهای سیلیکونی را به بیت‌های کوانتومی
تغییر دادیم و به هر یک از آن‌ها یک الکترون مرتبط کردیم. سپس کدهای
دودویی 0 و 1 را بر روی اسپین الکترون ذخیره کردیم – اسپین با میدان
مغناطیسی بسیار کوچک الکترون در ارتباط است.»
زوراک یاد آور می‌شود
تیمش برای طراحی همه‌جانبه تراشه رایانه‌های کوانتومی (که میلیون‌ها
کیوبیت را ممکن می‌سازد) به تازگی یک اختراع را ثبت کرده‌است. او در ادامه
می‌گوید گام بعدی پروژه، شناسایی شرکای خوب صنعتی برای تولید انبوه
تراشه‌های کوانتومی است.
پردازشگرهای کوانتومی مذکور در بخش‌های مالی،
امنیتی و بهداشت‌ودرمان کاربردهای زیادی دارند؛ به عنوان مثال در
بهداشت‌ودرمان با طراحی ترکیبات دارویی به کمک رایانه، توسعه و شناسایی
داروهای جدید تسریع‌یافته و آزمایش‌های حدس و خطا به حداقل خواهد‌رسید.
برای مطالعه بیشتر به مجله Nature مراجعه کنند.