Pol Dailing, Çikaqo Universiteti

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriÇikaqo Universitetinin Pritzker Molekulyar Mühəndislik Məktəbindən (UChicago PME) yeni tədqiqat Yrd. Professor Tian Zhong, kvant kompüterlərinin 2000 kilometrə (1243 mil) qədər məsafələrdə qoşulmasını mümkün edə bilər, əvvəlki rekordları qırır və kvant internetini hər zamankindən daha yaxınlaşdırır. Kredit: UChicago Pritzker Molekulyar Mühəndislik Məktəbi / Jason Smith

Kvant kompüterləri güclü, ildırım sürəti ilə fərqlənir və uzun məsafələrdə bir-birinə qoşulmaq çox çətindir.

Əvvəllər iki kvant kompüterinin fiber kabel vasitəsilə birləşdirə biləcəyi maksimum məsafə bir neçə kilometr idi. Bu o deməkdir ki, onların arasında fiber kabel çəkilsə belə, Çikaqo Universitetinin South Side şəhərciyindəki və şəhər mərkəzindəki Çikaqonun Willis Towersindəki kvant kompüterləri bir-birləri ilə əlaqə saxlamaq üçün çox uzaq olacaq.

Bu gün Nature Communications -da nəşr olunan tədqiqat Çikaqo Pritzker Universitetinin Molekulyar Mühəndislik Məktəbindən (UChicago PME) Yrd. Professor Tian Zhong nəzəri olaraq bu maksimumu 2000 km-ə (1243 mil) qədər uzatacaqdı.

Zhong-un yanaşması ilə, əvvəllər Willis Tower-ə çata bilməyən həmin UChicago kvant kompüteri indi Yuta ştatının Salt Lake City-dən kənarda yerləşən kvant kompüterinə qoşula və əlaqə saxlaya bilər.

Bu iş üçün bu yaxınlarda nüfuzlu Sturge mükafatını alan Zhong, “İlk dəfə qlobal miqyaslı kvant internetinin qurulması texnologiyası əlçatandır” dedi.

Güclü, yüksək sürətli kvant şəbəkələri yaratmaq üçün kvant kompüterlərinin əlaqələndirilməsi atomları lifli kabel vasitəsilə birləşdirməyi nəzərdə tutur. Dolaşan atomlar kvant koherentliyini saxladıqca, həmin kvant kompüterlərinin bir-biri ilə əlaqə qura biləcəyi məsafə nə qədər uzun olar.

Yeni məqalədə Zhong və UChicago PME-dəki komandası fərdi erbium atomlarının kvant uyğunluq vaxtlarını 0,1 millisaniyədən 10 millisaniyədən daha uzun müddətə qaldırdı. Bir misalda, onlar nəzəri cəhətdən kvant kompüterlərinin UChicago PME-dən Ocaña, Kolumbiyaya qədər olan heyrətamiz 4000 km məsafədə qoşulmasına imkan verən 24 millisaniyəyə qədər nümayiş etdirdilər.UChicago PME komandası ənənəvi Czochralski metodundan daha çox molekulyar şüa epitaksisi (MBE) adlanan texnikadan istifadə edərək nadir torpaq qatqılı kristallarını hazırlayaraq, olduqca uzunömürlü kvant koherensiyası ilə atom-atom komponentləri yaratdı. Kredit: UChicago Pritzker Molekulyar Mühəndislik Məktəbi / Jason SmithDaha çox kəşf edin

Virtual reallıq elmi təcrübələri

Elm xəbərləri toplusu

Elmlər

Elm xəbərləri proqramı

Nanotexnologiya xəbərləri

Ən son elm kəşfləri

Elm xəbərlərinə abunə

Astronomiya məqalələri

AI

Science X şəbəkəsi

Eyni materiallar, fərqli üsul

Yenilik yeni və ya fərqli materiallardan istifadədə deyil, eyni materialların fərqli bir şəkildə qurulmasında idi. Onlar ənənəvi Czochralski metodundan daha çox molekulyar şüa epitaksisi (MBE) adlanan texnikadan istifadə edərək kvant dolaşıqlığını yaratmaq üçün lazım olan nadir torpaq qatqılı kristallarını yaratdılar .

Zhong, Czochralski metodu haqqında dedi: “Bu materialı hazırlamağın ənənəvi yolu mahiyyətcə ərimə qabıdır”. “Siz inqrediyentləri düzgün nisbətdə atırsınız və sonra hər şeyi əridirsiniz. O, 2000 dərəcə Selsidən yuxarı qalxır və yavaş-yavaş soyudulur ki, maddi kristal əmələ gəlir.”

Kristalı kompüter komponentinə çevirmək üçün tədqiqatçılar daha sonra kimyəvi yolla onu lazımi formaya “oydururlar”. Bu, heykəltəraşın bir mərmər plitəsini seçməsi və heykəl olmayan hər şeyi çip-çip etməsi kimidir.

Bununla belə, MBE daha çox 3D çapa bənzəyir. O , nazik təbəqədən sonra nazik təbəqəni püskürür , lazım olan kristalı dəqiq son formasına gətirir.

“Biz heç nə ilə başlayırıq və sonra bu cihazı atom-atom yığırıq” dedi Zhong. “Bu materialın keyfiyyəti və ya təmizliyi o qədər yüksəkdir ki, bu atomların kvant koherens xüsusiyyətləri mükəmməl olur.”

MBE məlum bir texnika olsa da, nadir torpaq qatqılı materialın bu formasını yaratmaq üçün heç vaxt istifadə edilməmişdir. Zhong və komandası material sintezi mütəxəssisi UChicago PME Yrd. Prof. Shuolong Yang MBE-ni bu məqsədlə uyğunlaşdıracaq.Zhong komandası üçün növbəti addım təkmilləşdirilmiş kvant uyğunluq vaxtının daha böyük məsafələrə qoşulan kvant kompüterlərinə çevrilib-çevrilmədiyini yoxlamaqdır. Kredit: UChicago Pritzker Molekulyar Mühəndislik Məktəbi / Jason Smith

Tədqiqatda iştirak etməyən bu sahədə dünya lideri olan Fotonik Elmlər İnstitutu Prof. Dr. Hugues de Riedmatten, “Bu məqalədə nümayiş etdirilən yanaşma olduqca innovativdir” dedi.

“Bu göstərir ki, aşağıdan yuxarıya, yaxşı idarə olunan nanofabrikasiya yanaşması əla optik və spin koherentlik xassələrinə malik tək nadir torpaq ion kubitlərinin reallaşdırılmasına gətirib çıxara bilər ki, bu da telekommunikasiya dalğa uzunluğunda emissiya ilə uzunmüddətli spin foton interfeysinə gətirib çıxara bilər. Bu, hamısı fiber-uyğun cihaz arxitekturasındadır. Bu, çoxlu miqyaslı idarə olunan şəbəkə istehsalı üçün maraqlı bir irəliləyişdir.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Növbəti addımlar

Zhong və komandası növbəti dəfə artan uyğunluq vaxtının kvant kompüterlərinin uzun məsafələrdə bir-birinə qoşulmasına imkan verib-vermədiyini yoxlayacaq.

“Biz həqiqətən lifi, deyək ki, Çikaqodan Nyu-Yorka yerləşdirməzdən əvvəl, onu yalnız laboratoriyamda sınaqdan keçirəcəyik” dedi Zhong.

Bu, hər ikisi UChicago PME-də Zhong laboratoriyasında, 1000 kilometr uzunluqlu kabel vasitəsilə ayrı-ayrı seyreltmə soyuducularında (“soyuducular”) iki kubitin əlaqələndirilməsini əhatə edir. Bu, sonrakı addımdır, lakin sondan çox uzaqdır.

“Biz indi laboratoriyamda üçüncü soyuducunu tikirik. Hamısı birləşdikdə, bu, yerli şəbəkə təşkil edəcək və biz ilk növbədə gələcək uzun məsafəli şəbəkənin necə görünəcəyini simulyasiya etmək üçün öz laboratoriyamda yerli təcrübələr aparacağıq” dedi Zhong. “Bütün bunlar əsl kvant interneti yaratmaq məqsədinin bir hissəsidir və biz buna doğru daha bir mərhələyə çatırıq.”

Daha çox məlumat: Shobhit Gupta et al, Uzun ömürlü uyğunluq ilə ikili epitaksial telekom spin-foton interfeysləri, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-64780-6

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Çikaqo Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir