دستاورد جدید کوانتومی به ساخت ریزتراشه‌های آینده کمک می‌کند

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینیرینگ، محققان دانشگاه نیو ساوث ولز استرالیا موفق شدند حالت درهم‌تنیدگی کوانتومی را با استفاده از الکترون‌ها به‌عنوان پل ایجاد کنند.
درهم‌تنیدگی کوانتومی پدیده‌ای فیزیکی است که طی آن دو ذره به شکلی عمیق به یکدیگر متصل می‌شوند و دیگر نمی‌توانند به‌طور مستقل عمل کنند.
این دستاورد گامی مهم در حوزه رایانش کوانتومی به شمار می‌رود و می‌تواند زمینه‌ساز ساخت ابررایانه‌های کوانتومی در آینده باشد؛ موضوعی که از مهم‌ترین چالش‌های علمی قرن بیست‌ویکم محسوب می‌شود.
محققان با بهره‌گیری از اسپین‌های دو هسته اتمی توانستند درهم‌تنیدگی کوانتومی ایجاد کنند.
این پیشرفت همچنین نشان می‌دهد که امکان ساخت ریزتراشه‌های کوانتومی آینده با استفاده از فناوری‌ها و فرایندهای تولید موجود وجود دارد.
هالی استمپ، نویسنده ارشد پژوهش، می‌گوید: «ما توانستیم پاک‌ترین و ایزوله‌ترین اجسام کوانتومی ساخته‌شده در مقیاس دستگاه‌های سیلیکونی امروزی را وادار کنیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.»
این تحقیق که در ژورنال Science منتشر شده، موفقیت در اجرای یک «عملیات منطقی Z کنترل‌شده» (controlled-Z logic operation) بین دو کیوبیت را نشان می‌دهد.
این عملیات بر روی هسته‌های دو اتم فسفر در یک دستگاه سیلیکونی انجام شد که تنها ۲۰ نانومتر از یکدیگر فاصله داشتند.
در این فرآیند، الکترون‌های جداگانه هر اتم با هم تعامل کرده و واسطه‌ی ایجاد دروازه‌ی دوکیوبیتی شدند.
استمپ در ادامه توضیح می‌دهد: «اغلب افراد الکترون را کوچک‌ترین ذره زیراتمی تصور می‌کنند، اما فیزیک کوانتومی نشان می‌دهد الکترون می‌تواند در فضا گسترده شود و به‌طور همزمان با چندین هسته اتمی تعامل داشته باشد.
البته برد این گستردگی محدود است و افزودن هسته‌های بیشتر به یک الکترون، کنترل هر هسته را به‌طور مستقل بسیار دشوار می‌سازد.»