طريقة جديدة لإنشاء الحواسيب الكمية

طريقة جديدة لإنشاء الحواسيب الكمية: استعمال الفوتونات لتخزين ونقل المعلومات

استطاع علماء من جامعة “يال” (Yale University) من ايجاد طريقة جديدة لمعالجة إشارات الموجات الميكروية التي يمكن ان تساعد على تطوير الحواسيب الكمية، أداة قوية من شأنها أن تحدث ثورة مستقبلية في معالجة المعلومات و بسرعة هائلة.
مثل نظيرتها المنتشرة حاليا، أي أجهزة الكمبيوتر العادية (الكلاسيكية)، يجب ان تكون الحواسيب الكمية قادرة على استقبال، تخزين، ومعالجة المعلومة من أجل إجراء عمليات حسابية معقدة. ولكن الطبيعة الهشة للمعلومة الكمية ــــ التي تتواجد على حالات 0 أو 1 أو هما معا (و هو ما يميزها عن المعلومة بالمفهوم الكلاسيكي، التي لا يمكن أن تتواجد إلا على حالتين هما 0 و 1) ـــ تطرح عدة تحديات. في بحث تم نشره يوم 14 مارس بمجلة Nature ، فيزيائيون من جامعة “يال” أعلنوا عن تقدمهم الكبير في تطوير آليات الذاكرة.
هذا التقدم يقتضي إشراك فوتونات، وحدات صغيرة لإشارات الموجات الميكروية، بإمكانها أن تعمل كذاكرة للحواسيب الكمية، مثل RAM للحواسيب العادية. باستطاعة هذه الفوتونات أن تنقل و تحتفظ بالمعلومة لمدة أطول، لأنها تتفاعل بشكل ضعيف مع الأوساط التي تنتقل فيها مثل الكابلات متحدة المحور coaxial cables، الأسلاك، أو الهواء.. ضعف هذه التفاعلات يمنع الفوتونات من أن تمتص من طرف الوسط و يحافظ على المعلومة الكمية، بعدما تم ترميزها.
في ورقة البحث التي نشرت في مجلة Nature، قال الباحثون أنهم أنشأوا وسطا اصطناعيا تجعل خصائصه الفوتونات تتنافر من بعضها البعض، مما يسمح بترميز ومعالجة المعلومة الكمية بكفاءة عالية.
يقول Gerhard Kirchmair الباحث بجامعة “يال” والمؤلف الرئيسي للمجلة ” تجربتنا هذه بينت أنه بإمكاننا إنشاء وسط، من ناحية يمكننا من التحكم في حالة الفوتون، و من ناحية أخرى فهو لا يمتص الفوتونات، و الذي من شأنه أن يدمر المعلومة الكمية المخزنة فيه. هذا يسمح اذن بانشاء مصدر لحالات كمية جديدة بدون الحاجة إلى تقنيات تحكم جد معقدة و بإمكانه تبسيط بعض خوارزميات الحساب الكمي. على المدى البعيد يمكن استخدامه باعتباره واحد من بين الموارد المهمة و المطلوبة لبناء جهاز كمبيوتر كمي”.
الوسط يتكون من qubit فائقة التوصيل مرتبطة بـ مرنان الموجات الميكروية المجوفة.
(للاشارة qubit عبارة عن حالة كمية تمثل أصغر وحدة لتخزين المعلومة الكمية و هي مقابل ال bit في علم الحاسوب الكلاسيكي)).

ترجمة: رضوان العلمي
مراجعة: منير عفيفي

المصدر: http://phys.org/news/2013-03-quantum-photons-memory.html

لقراءة المزيد حول كيفة عمل الحواسيب الكمية (الرابط باللغة العربية):
http://www.oloommagazine.com/Articles/ArticleDetails.aspx?ID=234