حيث ترقص الفوتونات، تجد ثلاثة كيوبتات منزلاً

في مختبر هادئ، حيث يتم توجيه الضوء عبر قنوات محفورة في السيليكون، حقق الباحثون إنجازًا دقيقًا ولكنه محوري: وهو تحقيق سجل كمي مكون من ثلاثة كيوبتات داخل شريحة ضوئية من السيليكون. يمثل هذا التقدم خطوة إلى الأمام في الجهود الرامية إلى استغلال المعلومات الكمية باستخدام الضوء والدارات المتكاملة، مما يمزج بين الفيزياء والهندسة والحوسبة في منصة واحدة مدمجة.

تختلف الكيوبتات، الوحدات الأساسية للحوسبة الكمية، عن البتات التقليدية في قدرتها على الوجود في حالة تراكب، مما يمثل حالات متعددة في الوقت نفسه. من خلال ترميز ثلاثة كيوبتات في شريحة ضوئية، يمكن للعلماء التلاعب بالحالات الكمية بدقة غير مسبوقة، باستخدام الفوتونات الموجهة عبر مسارات السيليكون للحفاظ على التماسك وأداء العمليات الكمية الأساسية. يمثل هذا كل من إثبات المفهوم والأساس لتوسيع أنظمة كمية أكثر تعقيدًا.

يعد استخدام الفوتونيات السيليكونية واعدًا بشكل خاص لأنه يستفيد من تقنيات تصنيع أشباه الموصلات الحالية، مما قد يسمح بإنتاج رقائق كمية على نطاق واسع. الفوتونات، على عكس الإلكترونات، أقل عرضة للضوضاء الحرارية، مما يجعلها حوامل مثالية للمعلومات الكمية. في هذه التجربة، يظهر سجل الكيوبتات الثلاثة التشابك والعمليات المتحكم بها، مما يقدم لمحة عن كيفية تشكيل الأجهزة الضوئية المتكاملة العمود الفقري لأجهزة الكمبيوتر الكمية المستقبلية.

بينما تظل ثلاثة كيوبتات متواضعة بمعايير الحوسبة، فإن تحقيقها الناجح في منصة ضوئية يعد أمرًا مهمًا. إنه يحقق مبادئ التصميم، ويوجه استراتيجيات تصحيح الأخطاء، ويعلم كيفية بناء مصفوفات أكبر. يجسر العمل بين الفيزياء الكمية الأساسية والهندسة العملية، مما يبرز التفاعل بين النظرية وعلوم المواد وتكنولوجيا المعلومات.

من الناحية العملية، نجح العلماء في إنشاء سجل كمي مكون من ثلاثة كيوبتات داخل شريحة ضوئية من السيليكون، مما يظهر العمليات الكمية المتحكم بها والتشابك. يفتح هذا التطور طريقًا نحو الحوسبة الكمية القابلة للتوسع المعتمدة على الضوء باستخدام تقنيات متوافقة مع أشباه الموصلات.

تنبيه حول الصور الذكية المرئيات تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي وتعمل كممثلين مفاهيميين.

المصادر (الأسماء فقط) Nature Science Physics Today Scientific American The Verge