ETH Zürih, verileri titreşim olarak depolayan kuantum çipi geliştirdi

ETH Zürih'teki araştırmacılar, bilgiyi elektromanyetik alanlar yerine mikroskobik mekanik titreşimler olarak depolayan bir kuantum hesaplama çipi geliştirdi. Bu, geleneksel kuantum bellek tasarımlarından bir sapmayı temsil ediyor ve ekibin programlanabilir bir kuantum bilgisayarı için uygulanabilirlik kanıtı olarak adlandırdığı şeyi sağlıyor.

Klasik Bilgisayarlar Üzerine Modellenmiş Bir Kuantum Mimarisi

Science dergisinde yayınlanan çalışma, kuantum fizikçisi Yiwen Chu tarafından yönetildi ve bilinçli olarak klasik dijital bilgisayarların mimarisini yansıtıyor. Süper iletken bir kübit merkezi işlem birimi görevi görürken, bilgiler mekanik rezonatörlerde (kuantum durumlarını kodlamak için titreşen küçük bileşenler) ayrı olarak depolanıyor.ethz+2

Chu, "Kuantum işlemci ile kuantum bellek arasındaki etkileşim, kuantum bilgisayarlarını geleneksel bilgisayarlarla mümkün olmayan hesaplamaları gerçekleştirmek için güçlü ve güvenilir bir yol olarak kurmak adına çok önemli bir temel sağlıyor" dedi.ethz

Rezonatörler bir gitarın telleri gibi işlev görüyor ve her biri bir bellek yuvasına karşılık gelen birçok farklı modda titreşiyor. Ancak gitar tellerinden farklı olarak, bu titreşimler kuantum mekaniği yasaları altında çalışarak durumların süperpozisyonuna ve dolanıklığına izin veriyor.ethz

Hesaplamalı Stres Testini Geçmek

Ekip, sistemlerinin hem Kuantum Fourier Dönüşümü'nü hem de periyot bulma algoritmasını çalıştırabildiğini gösterdi; bu iki hesaplama yöntemi, kuantum hesaplama yeteneği için kıyaslama ölçütü olarak kabul ediliyor. Chu'nun ekibinde doktora öğrencisi ve makalenin ortak yazarı olan Igor Kladaric, "Kuantum Fourier Dönüşümü, birçok kuantum algoritması için gerekli olan temel bir hesaplama prosedürüdür. Uyguladığımız periyot bulma algoritması, bu prosedürün nasıl kullanılabileceğinin bir göstergesi oldu" dedi.phys.ethz+1

Sistem, prensipte herhangi bir keyfi kuantum hesaplamasını yürütmek için gereken tüm temel hesaplama adımlarını gerçekleştirebilir, bu da onu genel amaçlı programlanabilir bir kuantum bilgisayarı olarak temelden uygun hale getirir.ethz+1

Mekanik Bellek Neden Önemli?

Mekanik rezonatörler, genellikle süper iletken kübitlerle eşleştirilen elektromanyetik bellek teknolojilerine göre çeşitli avantajlar sunar. Daha küçük ve kompakttırlar, daha fazla depolama kapasitesi için daha fazla titreşim modunu desteklerler ve bilgilerin kaybolması olmadan kuantum durumlarını daha uzun süre sabit tutarlar. Elektromanyetik bellek, iyi çalışılmış ve hassas olmasına rağmen, önemli miktarda fiziksel alan gerektirir; bu, laboratuvar cihazlarından pazara hazır kuantum bilgisayarlarına giden yolu muhtemelen engelleyecek bir kısıtlamadır.quantumzeitgeist+1

ETH Zürih ekibi, yaklaşımın nihayetinde başarılı olup olmayacağının, daha büyük sistemlere ne kadar iyi ölçeklenebileceğine bağlı olduğunu kabul etti. Araştırma şu referansla yayınlandı: Yang Y, Kladarić I, et al., "Mechanical resonator–based quantum computing," Science 392, 972-976 (2026).ethz