محققان ابزار جدیدی برای تجزیه و تحلیل مدارهای ابررسانای بزرگ ابداع کردند

ابزار نظری جدید دانشگاه نورث‌وسترن برای تجزیه‌وتحلیل مدارهای ابررسانای بزرگ توسعه داده شده است و می‌تواند پیشرفت مهمی برای مقابله با نویز کوانتومی باشد.

اگر علاقه‌مند به دنیای علم و فناوری باشید، قطعاً شنیده‌اید که نسل بعدی محاسبات و پردازش اطلاعات در دنیای جذاب و غنی مکانیک کوانتومی نهفته است. انتظار می‌رود رایانه‌های کوانتومی قادر به حل مشکلات بزرگ و بسیار پیچیده‌ای باشند که از عهده قدرتمندترین اَبَررایانه‌های امروزی برنمی‌آید؛ اما طبیعتاً ساخت رایانه‌ی کوانتومی با چالش‌های متعددی مواجه است که عملا دستیابی به نوع مفید این ماشین‌های پردازشی عظیم‌الجثه‌ را تا سال‌ها به تعویق می‌اندازد.

خوشبختانه در سالیان اخیر محققان، دولت‌ها، شرکت‌های خصوصی و نهادهای علمی بسیاری به حوزه رایانش کوانتومی وارد شده‌اند و به همین دلیل، به‌طور روزافزون شاهد کشف راه حل‌ها و ابتکاراتی هستیم که می‌تواند ما را به آینده کامپیوتر کوانتومی امیدوار کند. در این میان، ساخت ابزارهای تحقیقاتی جدید برای پیشرفت این زمینه و توسعه کامل کامپیوترهای کوانتومی از اهمیت بالایی برخوردار است. PHYS.ORG گزارش می‌دهد که محققان دانشگاه نورث‌وسترن یک ابزار نظری برای تجزیه‌وتحلیل مدارهای ابررسانای بزرگ توسعه داده و آزمایش کرده‌اند. این مدارها از بیت‌های کوانتومی ابررسانا یا به‌اصطلاح کیوبیت‌ها، کوچک‌ترین واحدهای پردازش کوانتومی، برای ذخیره اطلاعات استفاده می‌کنند.

مقاله‌ی مرتبط:

کیوبیت‌ها عناصری بسیار شکننده‌ای هستند و عوامل محیطی می‌تواند خواص عجیب‌وغریب آن‌ها را به‌راحتی از بین ببرد؛ بنابراین ایجاد راه حل‌هایی برای مقابله با نویزهای محیطی یکی از حائز اهمیت‌ترین زمینه تحقیقات دانشمندان و پژوهشگران است. این دقیقا همان جایی است که اهمیت اندازه مدارها مشخص می‌شود؛ زیرا محافظت در برابر نویزهای محیطی مضر به قیمت افزایش پیچیدگی مدار ایجاد می‌شود.

در حال حاضر ابزارهای کمی وجود دارد که به مدل‌سازی مدارهای بزرگ بپردازد و این روش نورث‌وسترن را به سهم مهمی در جامعه تحقیقاتی تبدیل می‌کند. ینس کوچ، دانشجوی مقطع فوق لیسانس در گروه تحقیقاتی نورث‌وسترن و متخصص کیوبیت‌های ابررسانا، می‌گوید:

چارچوب ما با الهام از روش‌هایی که در ابتدا برای مطالعه الکترون‌ها در بلورها توسعه یافته بود و به ما اجازه می‌داد پیش‌بینی‌های کمی برای مدارهایی که قبلاً دسترسی به آن‌ها سخت یا غیر ممکن بود، به‌ دست آوریم.

کوچ همچنین استادیار فیزیک و نجوم در دانشکده هنر و علوم واینبرگ، عضو مرکز مواد و سیستم‌های کوانتومی ابررسانا (SQMS) و مرکز طراحی مشترک برای مزایای کوانتومی (C2QA) است. جالب است بدانید که هر دو مرکز ملی سال گذشته توسط وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا (DOE) تأسیس شدند. SQMS بر ساخت و به‌کارگیری رایانه‌ای کوانتومی فوق‌ پیشرفته بر اساس فناوری‌های ابررسانا تمرکز دارد و در سوی دیگر، C2QA در حال ایجاد ابزارهای اساسی لازم برای ایجاد سیستم‌های کامپیوتری مقیاس‌پذیر، توزیع‌شده و مقاوم در برابر خطا است. کوچ در رابطه با همکاری با مراکز یادشده می‌گوید:

ما مفتخریم که در مأموریت‌های انجام‌شده توسط این دو مرکز DOE مشارکت داشته باشیم و بر دیده شدن نورث‌وسترن در زمینه علم اطلاعات کوانتومی بیفزاییم.

در این گزارش آمده است که محققان نورث‌وسترن استفاده از ابزار نظری خود را با استخراج اطلاعات کمی از مدار محافظت‌شده که با استفاده از تکنیک‌های استاندارد غیر قابل دستیابی بود، نشان داده‌ و به‌طور خاص کیوبیت‌های محافظت‌شده را مطالعه کرده‌اند. این کیوبیت‌ها از نظر طراحی از نویزهای مضر محافظت می‌شوند و می‌توانند زمان‌ انسجامی (مدت‌زمان نگه‌داری اطلاعات کوانتومی) بسیار طولانی‌تر از کیوبیت‌های پیشرفته کنونی به‌ همراه داشته باشند.

مدارهای ابررسانا مذکور لزوماً بزرگ هستند و در حقیقت نورث‌وسترن ابزاری برای اندازه‌گیری رفتار آن‌ها ایجاد کرده است. در حال حاضر ابزارهایی وجود دارد که می‌توانند مدارهای ابررسانای بزرگ را تجزیه‌وتحلیل کنند؛ اما تنها در شرایط خاص و کنترل‌شده به‌خوبی کار می‌کنند. روش ابداعی نورث‌وسترن به‌نوعی مکمل آن‌ها محسوب می‌شود و زمانی خوب کار می‌کند که این ابزارهای دیگر ممکن است نتایج غیر مطلوبی ارائه بدهند.

برای مطالعه‌ی تمام مقالات مرتبط با رایانش کوانتومی به این صفحه مراجعه کنید. دانشمندان ردپایی از برده‌داری و زندگی انگلی در برخی کلونی‌های مورچه‌ای کشف کردند کشف برهمکنش‌های کوانتومی ۱۰۰ هزار اتم در گازها گیاه عجیبی در آمازون پنجاه سال دانشمندان را گیج کرده بود جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۱ به دانشمندان کاشف ابزار ساخت مولکول اهدا شد سفر به سرزمین زامبی‌ها: راز پودر زامبی‌ جادوگران وودو چیست؟ منبع PHYS.ORG
متن خبر

درباره مهندسین برتر

مجتمع فنی آموزشی مهندسین برتر با 20 سال سابقه ، با ارائه مدرک فنی و حرفه ای با کد بین المللی و انجام تعمیرات تخصصی موبایل و توزیع قطعات موبایل فعالیت دارد .

ایمیل: info@gsmbartar.com

پیوند های مفید
آدرس

آدرس آموزشگاه : استان البرز، شهر کرج، سه راه گوهر دشت، ابتدای بلوار یادگار امام، نبش کوچه شهید جوادی، ساختمان علی طبقه اول

تلفن آموزشگاه: 34452008 (026)

واتس اپ : 09395431515 ( مشاوره رایگان )

آدرس شعبه : استان البرز، شهر کرج، خیابان دانشکده، روبروی پاساژ دانشکده، نبش کوچه گلستان 

تلفن شعبه: 32283470 (026)

واتس اپ : 09027803311 ( مشاوره رایگان )

تمامی حقوق برای سایت مهندسین برتر محفوظ می باشد.

ورود / ثبت نام

ورود

ثبت نام

× Available on SundayMondayTuesdayWednesdayThursdayFridaySaturday