ساخت رایانه کوانتومی‌درون یک الماس برای نخستین بار

تیمی‌از دانشمندان آمریکایی و هلندی برای نخستین بار دست به ساخت یک رایانه کوانتومی‌ در یک الماس زده‌اند که از محافظ اختلال عدم انسجام برخوردار است. به گزارش ایسنا، دستاورد این دانشمندان به نمایش زیست‌پذیری رایانه‌های کوانتومی‌حالت جامد پرداخته که برخلاف سیستم‌های پیشین حالت مایع و گاز می‌تواند نشانگر آینده محاسبات کوانتومی‌باشد، چرا که اندازه آن به راحتی قابل تغییر است.رایانه‌های کوانتومی‌کنونی بسیار کوچک بوده و قادر به رقابت در برابر سرعت رایانه‌های بزرگ‌تر و سنتی نیستند.تیم چند ملیتی دانشمندان متشکل از محققان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، دانشگاه فناوری دلفت هلند، دانشگاه آیووا و دانشگاه کالیفرنیا در سانتاباربارا دست به ساخت این سیستم رایانه کوانتومی‌الماسی زده‌اند که از دو کیوبیت تشکیل شده است.بر خلاف بیت‌های رایانه‌های سنتی که تنها قادر به رمزگشایی در حالت یک یا صفر هستند، کیوبیت می‌تواند به طور همزمان در هر دو حالت باشد. این خاصیت موسوم به برهم نهی در کنار قابلیت حالات کوانتومی‌برای تونل زدن از درون موانع انرژی در آینده به رایانه‌های کوانتومی ‌در اجرای سریع‌تر محاسبات بهینه سازی نسبت به رایانه‌های سنتی کمک خواهد کرد.

مانند تمام الماس‌ها، قطعه استفاده شده توسط این محققان نیز از ناخالصی برخوردار است؛ به این معنی که مواد دیگری غیر از کربن در آن وجود دارد.

هر چه میزان ناخالصی در الماس بیشتر باشد، جذابیت آن به عنوان یک جواهر کمتر خواهد بود؛ اما این محققان از این ناخالصی‌ها برای دستاورد خود استفاده کردند. یک هسته نیتروژن سرکش به عنوان اولین کیوبیت و یک الکترون در جایگاه کیوبیت دوم قرار گرفت و الکترون‌ها از هسته کوچک‌تر بوده و محاسبات را با سرعت بیشتری انجام داده، اما بیشتر از مواد دیگر گرفتار عدم انسجام می‌شوند. کیوبیت مبتنی بر هسته بزرگ‌تر، بسیار ثابت‌تر اما آهسته است.اگرچه پیش از این نیز سیستم‌های محاسباتی حالت جامد وجود داشته اما این اولین موردی بوده که با محافظ عدم انسجام همراه بوده و با استفاده از پالس‌های ریز موج به تغییر مداوم جهت گردش الکترون‌ها می‌پردازد. این سیستم مبتنی بر الماس در حقیقت در یک شیوه کوانتومی‌ منطبق با الگوریتم گروور کار می‌کند.این الگوریتم که می‌تواند سرعت جست‌وجو را در یک دیتابیس نامرتب افزایش دهد، جدید نبوده و لوو گروور آنرا در سال ۱۹۹۶ ابداع کرد، اما نوید آینده روشنی را برای محاسبات کوانتومی‌به همراه دارد. نتایج این پژوهش در مجله نیچر منتشر شده است.