افزایش عمر کیوبیت های ابررسانا با گرافن

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ پژوهشگران MIT برای اولین بار موفق شدند «انسجام زمانی» (temporal coherence)، کیوبیت گرافنی را اندازه‌گیری کنند. به این معنی که ماده‌ی یاد شده تا چه اندازه‌ای می‌تواند یک ویژگی خاص را حفظ کرده، در نمایش 2 حالت منطقی به صورت هم‌زمان پایدار باقی می‌ماند. این تحقیقات نشان‌دهنده گام مهمی در زمینه محاسبات کوانتومی به شمار می‌آید.

کیوبیت‌های ابررسانا، اتم‌هایی مصنوعی هستند که از شیوه‌های مختلفی به منظور ایجاد داده‌های کوانتومی بهره می‌برند. همچنین برخلاف بیت‌های دیجیتالی، علاوه بر صفر و یک، می‌توانند ترکیبی از هر 2 را نیز در خود ذخیره کنند. همین مسئله امکان پردازش موازی و انجام محاسبات بسیار پیچیده را فراهم می‌آورد.

به مدت‌زمانی که یک کیوبیت می‌تواند حالت خود را حفظ کند انسجام زمانی گفته می‌شود و هر چه میزان آن بیشتر باشد، قدرت انجام محاسبات نیز افزایش پیدا می‌کند.

پژوهشگران یاد شده تصمیم گرفتند به منظور ایجاد کیوبیت از گرافن یا مواد مصنوعی دیگری بهره برده، انسجام زمانی آن را اندازه بگیرند؛ زیرا این مواد بازدهی بالاتری را نسبت به گذشته وعده می‌دهند. زمان به دست آمده برای کوبیت ایجاد شده از ماده‌ی موردبحث توسط پژوهشگران به 55 نانوثانیه می‌رسد.

محققان توضیح دادند، هدف آن‌ها بهبود قابلیت کیوبیت‌های کوانتومی با استفاده از ویژگی‌های منحصربه‌فرد کیوبیت است. توانایی اندازه‌گیری انسجام زمانی، یک عنصر حیاتی برای ایجاد مدارهای کوانتومی پیچیده‌تر به شمار می‌آید. این افراد موفق شدند برای اولین بار ابزاری را تولید کنند که امکان اندازه‌گیری واحد یاد شده را فراهم می‌کند و به اندازه طولانی است که اجازه‌ی مدیریت آن را برای انسان فراهم می‌کند.

در طراحی کیوبیت‌های فعلی، حلقه‌ای از میدان الکترومغناطیسی کوچکی ایجاد می‌شود تا حالت‌های کوانتومی مختلفی را به وجود آورند؛ اما این مسئله انرژی زیادی مصرف می‌کند؛ به همین علت دانشمندان تصمیم گرفتند از گرافن استفاده کنند.

در حال حاضر می‌توان یک هزار کیوبیت را روی تراشه قرار داد؛ اما داشتن قابلیت کنترل کیوبیت‌ها از طریق مدیریت ولتاژ امکان تولید نمونه‌هایی با یک‌میلیون بیت کوانتومی را فراهم می‌آورد؛ زیرا در صورت نداشت کنترل روی عامل یاد شده، باید میلیون‌ها چرخه‌ی جریان ایجاد شود که به فضا و انرژی بسیاری نیاز دارد.

دانشمندان بسیاری در حوزه‌ی یاد شده فعالیت می‌کنند. برای مثال دانشگاه نیو ساوت ویلز استرالیا (University of New South Wales)، در گذشته ادعا کردند توانسته‌اند مداری کوانتومی ایجاد کنند که زمان نگهداری از داده‌ها را به 30 ثانیه افزایش می‌دهد.