فیزیکدانان، شبیهسازیِ سیستمهای ذرات کوانتومی را بهبود میبخشند.
مجله علمی ایلیاد - فیزیکدانان روشی پیچیده و دقیق برای شبیهسازی ذرات کوانتومی و سیستمهای کوانتومی ایجاد کردهاند. دستیابی به این موفقیت، پیشرفت در فناوریهای کوانتومی را سرعت خواهد بخشید. فیزیک کوانتومی و یا نظریهی کوانتومی، مطالعهی رفتار ذرات زیر اتمی منفرد است. مطالعهی مکانیک کوانتوم، پتانسیل و یا تواناییِ محاسباتی عظیم کوبیتها و یا بیتهای کوانتومی، کوچکترین واحد اطلاعات کوانتومی را بر ما آشکار کرده است.
بر خلاف بیتهای کلاسیک که همانند ستون فقرات فناوریهایِ کامپیوتری کلاسیک در نظر گرفته میشوند و تنها قادر هستند دو مقدار صفر و یا یک را اختیار کنند؛ بیتهای کوانتومی میتوانند به طور همزمان هم صفر و هم یک باشند. شبیهسازیها نشان میدهند که میتوان از بیتهای کوانتومی برای انجام وظایف محاسباتی که به سرعت بیشتر و کارایی بالاتری نیاز دارند، استفاده کرد. این بیتهای کوانتومی عملکرد بهتری را نسبت به اَبَر کامپیوترهای کلاسیک از خود نشان میدهند.
اگرچه ذخیرهسازی و دستکاری اطلاعات کوانتومی امکانپذیر است، اما تولید کامپیوترهای کوانتومی بسیار سختتر از چیزی است که در شبیهسازیها، پیشنهاد شده است. بر اساس پژوهشی جدید که اخیراً در مجلهی Nature Communication به چاپ رسید؛ دلیل این امر، نادقیق بودن شبیهسازیهای کوانتومی است.
در واقع، کوبیتهای حقیقی، همانند کوبیتهای شبیهسازی شده، ساده رفتار نمیکنند. آنها جدا از هم نیستند. ذرات کوانتومی به طور پیوسته با ذرات دیگری که در نزدیکی آنها قرار دارند، تعامل میکنند و گنجاندن این واقعیت در علم ریاضی، بسیار دشوار است.
امیدوار هستیم که در پژوهشهای بعدی، توانایی شبیهسازیهای کوانتومی به منظور بررسی روابط بین کوبیتها و ذرات اطراف آنها بهبود داده شوند. با ایجاد شبیهسازیهای کوانتومی دقیقتر و واقعیتر، دانشمندان امیدوار هستند تا بینشی جدید در مورد مکانیک کوانتومی را به وجود آورده و راه را برای تولید کامپیوترهای کوانتومی هموار کنند.
«برندون لوت»، فیزیکدان نظری در دانشگاه سنت اندروز، میگوید: «پژوهشهای ما روش جدیدی برای نگهداری اطلاعاتی که توصیف دقیق رفتار کوبیت را حتی در لپتاپی معمولی امکانپذیر میکند، یافته است. این پژوهش، نه تنها شبیهسازیهای دقیقتر نسل بعدی پردازندههای کوانتومی را امکانپذیر خواهد کرد، بلکه میتواند بینش جدیدی در مورد نحوهی کارکرد مکانیک کوانتومی، زمانی که تعداد زیادی از ذرات در کنار یکدیگر قرار دارند را برای ما روشن کند.»
نوشته: بروکس های
ترجمه: آوین تهمتن - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: آوین تهمتن - مجله علمی ایلیاد