ETH ციურიხმა შექმნა კვანტური ჩიპი, რომელიც მონაცემებს ვიბრაციების სახით ინახავს

ETH ციურიხის მკვლევარებმა შექმნეს კვანტური გამოთვლითი ჩიპი, რომელიც ინფორმაციას მიკროსკოპული მექანიკური ვიბრაციების სახით ინახავს და არა ელექტრომაგნიტური ველების, რაც ტრადიციული კვანტური მეხსიერების დიზაინისგან განსხვავდება და წარმოადგენს იმას, რასაც გუნდი პროგრამირებადი კვანტური კომპიუტერის შესაძლებლობის დასტურად მიიჩნევს.

კვანტური არქიტექტურა, რომელიც კლასიკურ კომპიუტერებს ეფუძნება

ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნებული ნაშრომი, რომელსაც კვანტური ფიზიკოსი ივენ ჩუ ხელმძღვანელობდა, მიზანმიმართულად იმეორებს კლასიკური ციფრული კომპიუტერების არქიტექტურას. ზეგამტარი კუბიტი ასრულებს ცენტრალური დამმუშავებელი ერთეულის ფუნქციას, ხოლო ინფორმაცია ცალკე ინახება მექანიკურ რეზონატორებში — პაწაწინა კომპონენტებში, რომლებიც ვიბრირებენ კვანტური მდგომარეობების დასაკოდირად.ethz+2

"კვანტურ პროცესორსა და კვანტურ მეხსიერებას შორის ურთიერთქმედება ქმნის გადამწყვეტ საფუძველს კვანტური კომპიუტერების, როგორც მძლავრი და საიმედო გზის დასამკვიდრებლად ისეთი გამოთვლების შესასრულებლად, რომლებიც ჩვეულებრივი კომპიუტერებით შეუძლებელია", – თქვა ჩუმ.ethz

რეზონატორები გიტარის სიმების მსგავსად ფუნქციონირებენ და ვიბრირებენ მრავალ სხვადასხვა რეჟიმში, სადაც თითოეული რეჟიმი შეესაბამება მეხსიერების სლოტს. თუმცა, გიტარის სიმებისგან განსხვავებით, ეს ვიბრაციები კვანტური მექანიკის კანონების მიხედვით მოქმედებს, რაც საშუალებას იძლევა მდგომარეობების სუპერპოზიციისა და ჩახლართულობის.ethz

გამოთვლითი სტრეს-ტესტის გავლა

გუნდმა აჩვენა, რომ მათ სისტემას შეუძლია შეასრულოს როგორც კვანტური ფურიეს გარდაქმნა, ასევე პერიოდის პოვნის ალგორითმი — ორი გამოთვლითი მეთოდი, რომლებიც კვანტური გამოთვლების შესაძლებლობების საეტაპო მაჩვენებლად ითვლება. "კვანტური ფურიეს გარდაქმნა არის ფუნდამენტური გამოთვლითი პროცედურა, რომელიც საჭიროა მრავალი კვანტური ალგორითმისთვის. პერიოდის პოვნის ალგორითმი, რომელიც ჩვენ დავნერგეთ, იყო დემონსტრაცია იმისა, თუ როგორ შეიძლება ამ პროცედურის გამოყენება", – თქვა იგორ კლადარიჩმა, ჩუს გუნდის დოქტორანტმა და ნაშრომის თანაავტორმა.phys.ethz+1

სისტემას პრინციპში შეუძლია შეასრულოს ყველა ძირითადი გამოთვლითი ნაბიჯი, რომელიც საჭიროა ნებისმიერი თვითნებური კვანტური გამოთვლის განსახორციელებლად, რაც მას ფუნდამენტურად შესაფერისს ხდის ზოგადი დანიშნულების პროგრამირებადი კვანტური კომპიუტერისთვის.ethz+1

რატომ არის მნიშვნელოვანი მექანიკური მეხსიერება

მექანიკური რეზონატორები გვთავაზობენ რამდენიმე უპირატესობას ელექტრომაგნიტური მეხსიერების ტექნოლოგიებთან შედარებით, რომლებიც ჩვეულებრივ ზეგამტარ კუბიტებთან არის დაწყვილებული. ისინი უფრო მცირე და კომპაქტურია, მხარს უჭერენ მეტ ვიბრაციულ რეჟიმს მეტი შენახვის ტევადობისთვის და ინარჩუნებენ კვანტურ მდგომარეობებს სტაბილურად უფრო დიდხანს ინფორმაციის დაკარგვის გარეშე. ელექტრომაგნიტური მეხსიერება, მიუხედავად იმისა, რომ კარგად შესწავლილი და ზუსტია, მოითხოვს მნიშვნელოვან ფიზიკურ სივრცეს — შეზღუდვა, რომელიც სავარაუდოდ შეაფერხებს ლაბორატორიული მოწყობილობებიდან ბაზრისთვის მზა კვანტურ კომპიუტერებამდე გზას.quantumzeitgeist+1

გაიმარჯვებს თუ არა ეს მიდგომა საბოლოოდ, დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენად კარგად შეიძლება მისი მასშტაბირება უფრო დიდ სისტემებზე, აღიარა ETH ციურიხის გუნდმა. კვლევა გამოქვეყნდა შემდეგი მითითებით: Yang Y, Kladarić I, et al., "Mechanical resonator–based quantum computing," Science 392, 972-976 (2026).ethz