فشرده­‌سازی نور برای محاسبات کوانتومی

بیگ بنگ: بتازگی محققان از یک مدل نظری جدید شامل نور فشرده شده برای انتقال دقیق ِ اطلاعات با استفاده از ذرات زیراتمی رونمایی کردند. دانشمندان در دانشگاه هوکایدو و دانشگاه توکیو گزارش دادند که این روش نظری برای محاسبات کوانتومی از نظر میزان خطا بیش از ١٠ میلیارد بار دقیق‌­تر از مدل‌­های نظری موجود است.

به گزارش بیگ بنگ، کاربرد روش جدید آنها در رایانه­‌های کوانتومی است که از خواص گوناگون ذرات زیراتمی برای انتقال، پردازش و ذخیره مقدار بسیار زیادی از اطلاعات پیچیده استفاده می­ کند، و توانایی مدل­سازی فرآیندهای شیمیایی پیچیده را برای بهتر و سریع­‌تر شدن رایانه‌­های مدرن، می­دهد. رایانه­‌های امروزی با تبدیل داده‌­ها به بیت­‌ها آنها را ذخیره می­ کنند. یک بیت می­تواند در یکی از دو حالت باشد: صفر یا یک. دانشمندان در حال بررسی راه­‌هایی برای استفاده از ذرات زیراتمی که بیت­‌های کوانتومی نامیده می­ شوند، هستند. این ذرات می­توانند در بیش از دو حالت باشند که این خود سبب ذخیره­‌سازی و پردازش مقدار وسیع­‌تری از اطلاعات توسط آنها می­ شود. بیت­‌های کوانتومی، بلوک­‌های ساختمانی رایانه­‌های کوانتومی هستند.

روش مشابه دیگر شامل استفاده از خصوصیات ذاتی فوتون­‌های نور می­باشد، اطلاعات را به عنوان بیت­‌های کوانتومی توسط الگوهای دیجیتالی کردن میدان الکترومغناطیس به یک پرتو نور تبدیل می­ کنند. اما اطلاعات تبدیل شده می­توانند در طول محاسبات کوانتومی از امواج نور جدا شده (از بین رفتن اطلاعات) و منجر به تجمع خطاها شوند. برای کاهش ِ از بین رفتن اطلاعات، دانشمندان فشرده­‌سازی نور را مورد آزمایش قرار داده­‌اند. فشرده­‌سازی فرآیندی است که نوسانات کوچک در سطح کوانتومی یا نویز (Noise) را از یک میدان الکترومغناطیسی حذف می­ کند. نویزها سطح مشخصی از عدم­ قطعیت در دامنه و فاز میدان الکترومغناطیسی را تعریف می­ کنند. از این­ رو فشرده­‌سازی ابزاری مؤثر برای پیاده­‌سازی اپتیکال (عملی) رایانه­‌های کوانتومی می­باشد، اما استفاده فعلی ناکافی می­باشد.

در یک مقاله منتشر شده در مجله Physical Review X، آکیهیسا تومیتا (فیزیکدان کاربردی از دانشگاه هوکایدو) و همکارانش، راهی جدید برای کاهش چشمگیر خطاها با استفاده از این روش را نشان دادند. آنها مدلی نظری که از هر دو خصوصیات بیت­‌های کوانتومی و حالات میدان مغناطیسی استفاده می­کرد را توسعه دادند. این روش شامل فشرده‌­سازی نور با حذف بیت­‌های کوانتومی مستعد خطا در زمانی­که این بیت‌­ها با یکدیگر جمع می­ شوند، می­باشد. این مدل از نظر ِ خطا بیش از ١٠ میلیارد بار نسبت به روش­‌های آزمایشگاهی موجود دقیق‌­تر می­باشد، به این معنا که در هر ١٠ هزار محاسبه، یک خطا وجود دارد. تومیتا در این­باره می­گوید:« این روش با استفاده از تکنولوژی­‌های در دسترس موجود، دست یافتنی بوده و می­تواند بیشتر در تحقیقات محاسبات کوانتومی مورد بررسی قرار گیرد.»

ترجمه: سوران زوراسنا/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org

(10 نفر , میانگین : 4٫70 از 5)
لینک کوتاه مقاله : https://bigbangpage.com/?p=76615
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1391 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

یک پاسخ

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.