Sam Jarman tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Tutulan litium-6 atomundan toqquşma kvant qapısının yaradılması. Müəllif: Petar Bojović və başqaları.

İki müstəqil tədqiqat qrupu fermion atomlarından istifadə edərək toqquşma kvant qapılarını nümayiş etdirib: kvant hesablamasında uzun müddətdir axtarılan bir mərhələ, burada məntiq əməliyyatları atomları kövrək, yüksək həyəcanlanmış vəziyyətlərə məcbur etmək əvəzinə, birbaşa fiziki üst-üstə düşmə yolu ilə həyata keçirilir.

Tədqiqatlar eyni vaxtda Nature jurnalında dərc olunub : birinci tədqiqata Almaniyanın Qarçinq şəhərindəki Maks Plank Kvant Optikası İnstitutundan Petar Bojoviç, ikinci tədqiqata isə İsveçrənin ETH Sürix şəhərindəki Yann Kiefer və həmkarları rəhbərlik edib.

Etibarlı qapılar uğrunda mübarizə

Kvant kompüterlərinin tikinti blokları kimi, kvant qapıları kubitləri (klassik bitlərin kvant ekvivalentləri) manipulyasiya edən əsas məntiq əməliyyatlarıdır. Ən son arxitekturalarda, onlar qısa müddətə Rydberg vəziyyətlərinə həyəcanlanan atomlardan istifadə etməklə həyata keçirilir: boş bağlı, yüksək dərəcədə genişləndirilmiş konfiqurasiyalar. Lakin, bu atomlar ətraf mühitdəki səs-küyün pozulmasına qarşı həssasdırlar və bu da onların miqyasını artırmağı çətinləşdirir.

Bunun əksinə olaraq, toqquşma kvant qapıları kubitlərin dalğa funksiyalarının birbaşa fiziki üst-üstə düşməsi yolu ilə qarşılıqlı təsir göstərdiyi məntiq əməliyyatlarıdır. Onlar kövrək Rydberg vəziyyətlərindən daha çox nisbətən sabit fiziki mexanizmə əsaslandıqları üçün kvant hesablamaları üçün uzun müddətdir arzuolunan hesab olunurlar.

Bu qapıları tətbiq etməyin ən perspektivli yollarından biri elektron və protonlar da daxil olmaqla fermionlarla bağlıdır. Bu hissəcik sinfi iki eyni fermionun eyni kvant vəziyyətində olmasını qadağan edən “Pauli istisna prinsipi”nə tabedir. Bu məhdudiyyət müəyyən qapı səhvlərinə qarşı təbii bir qoruma rolunu oynayır və fermionları cəlbedici bir tikinti bloku halına gətirir.

Lakin 1990-cı illərin sonlarına aid təkliflərə baxmayaraq, tədqiqatçılar bu fermion qapıları praktikada tətbiq etmək üçün davamlı olaraq mübarizə aparıblar. İndiyə qədər onların cəhdləri lazer işığından həddindən artıq istiləşmə və fərdi kubitləri kifayət qədər dəqiqliklə görüntüləmək mümkün olmaması ilə məhdudlaşıb.

Fermion atomları olan qapılar

Bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün həm Bojović, həm də Kieferin komandaları fermion izotopu olan litium-6 atomları ilə başladılar. Onlar atomları optik qəfəslərdə saxlayırlar : atomları müntəzəm intervallarla tutan lazer şüalarının kəsişməsindən əmələ gələn dövri strukturlar. Bu çərçivədən çıxış edərək, iki komanda bir az fərqli yanaşmalar tətbiq etdi.

Alman komandası öz tədqiqatlarında, fərdi atom sahələrini ayırd edə bilən kvant qaz mikroskopu ilə yanaşı, son dərəcə sabit bir optik qəfəsdən istifadə edərək, qonşu atomları ayıran potensial maneələri manipulyasiya etməklə kubitlər arasındakı qarşılıqlı təsirləri idarə etdi.

Bunun əksinə olaraq, İsveçrə komandası “əyilmə gərginliyini” tənzimləməklə qonşu atomların kvant vəziyyətlərinin bir-birinə nə qədər güclü şəkildə birləşdiyini idarə etdi. Komandaya görə, bu yanaşma qapını səs-küyə qarşı daha davamlı etdi və möhkəmliyi diqqətli eksperimental incə tənzimləmədən daha çox fundamental simmetriya xüsusiyyətlərinə əsaslanırdı.

Yüksək dəqiqlikli dolaşıqlıq

Hər bir halda, komandalar 99%-dən çox dəqiqliklə kvant dolaşıqlığı yarada bilən iki kubitli qapılara nail oldular. Bojoviçin komandası 99,75%-lik pik dəqiqliyi qeydə alsa da, Kieferin komandası 17.000-dən çox atom cütlüyündən ibarət sistemdə 99,91%-lik itki ilə korreksiya edilmiş rəqəmə nail oldu. Hər iki nəticə kvant xətasının korreksiyası üçün ümumiyyətlə zəruri hesab edilən həddi rahatlıqla aşır.

Nəticələr birlikdə fermion atomlarına əsaslanan toqquşma qapılarının kvant hesablamaları üçün ən son platformaları tamamlaya və hətta daha yaxşı nəticələr verə biləcəyini güclü şəkildə sübut edir.

Kvant kimyası sahəsindəki tədqiqatçılar artıq molekulyar davranışı simulyasiya etmək yanaşmasının potensialı ilə maraqlanırlar və hər iki komanda hazırda tam proqramlaşdırıla bilən kvant kompüteri üçün vacib olan kvant məntiqi əməliyyatlarının tam dəstlərini nümayiş etdirmək üzərində işləyir.

Müəllifimiz Sam Jarman tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Petar Bojović və digərləri, Fermion atomları ilə yüksək dəqiqlikli toqquşma kvant qapıları, Təbiət (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10356-3

Yann Kiefer və digərləri, Dinamik optik qəfəslərdə qubit dublonlarından istifadə edərək qorunan kvant qapıları, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10285-1

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Əsas anlayışlar

Atom və molekulyar toqquşmalarSoyuq atomlar və maddə dalğalarıOptika və lazerlərKvant alqoritmləri və hesablamaAtom sistemləriSoyutma və tələ qurma

© 2026 Science X Network