Whitney Clavin, Kaliforniya Texnologiya İnstitutu

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriBu şəkil optik maqqaş adlanan yüksək fokuslanmış lazer şüaları tərəfindən tutulan 6100 sezium atomunu göstərir. Dairənin eni təxminən bir millimetrdir. Kredit: Caltech/Endres Lab

Kvant kompüterlərinə fizika, kimya və digər sahələrdəki çətin problemləri həll etmək üçün çoxlu sayda kubit lazımdır. Klassik bitlərdən fərqli olaraq, kubitlər eyni anda iki vəziyyətdə mövcud ola bilər – superpozisiya adlanan bir fenomen. Kvant fizikasının bu qəribəliyi kvant kompüterlərinə müəyyən mürəkkəb hesablamaları klassik analoqlarından daha yaxşı yerinə yetirmək potensialı verir, lakin bu həm də kubitlərin kövrək olması deməkdir. Tədqiqatçılar kompensasiya etmək üçün istənilən səhvləri düzəltmək üçün əlavə, lazımsız kubitlərlə kvant kompüterləri qururlar. Buna görə də güclü kvant kompüterləri yüz minlərlə kubit tələb edəcək.

İndi, bu vizyona doğru bir addım olaraq, Caltech fizikləri indiyə qədər yığılmış ən böyük kubit massivini yaratdılar : lazerlər tərəfindən bir şəbəkədə tutulan 6,100 neytral atom kubit. Bu cür əvvəlki massivlər yalnız yüzlərlə kubitdən ibarət idi.

Bu mərhələ kvant kompüterlərini genişləndirmək üçün sürətlə böyüyən yarışın fonunda baş verir. İnkişafda bir neçə yanaşma var, o cümlədən yeni tədqiqatda istifadə edildiyi kimi, superkeçirici dövrələrə , tutulmuş ionlara və neytral atomlara əsaslananlar .

Caltech-in fizika professoru Manuel Endres deyir: “Bu, neytral atomlu kvant hesablamaları üçün həyəcanverici andır”. “Biz indi böyük səhvləri düzəldilmiş kvant kompüterlərinə gedən yolu görə bilərik. Tikinti blokları yerindədir.” Endres bu gün Nature jurnalında dərc olunan araşdırmanın əsas tədqiqatçısıdır . Üç Caltech məzunu tədqiqata rəhbərlik etmişdir: Hannah Manetsch, Gyohei Nomura və Elie Bataille.

Komanda minlərlə fərdi sezium atomunu bir şəbəkədə tutmaq üçün optik cımbızlardan – yüksək fokuslanmış lazer şüalarından istifadə etdi. Atomlar massivini yaratmaq üçün tədqiqatçılar lazer şüasını birlikdə vakuum kamerasında 6100 atomu saxlayan 12.000 cımbıza böldülər. Manetsch deyir: “Ekranda biz əslində hər bir qubiti işıq nöqtəsi kimi görə bilərik”. “Bu, geniş miqyasda kvant aparatının təəccüblü görüntüsüdür.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1758798313&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-physicists-qubit-array.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758798313390&bpp=1&bdt=189&idt=49&shv=r20250922&mjsv=m202509180101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758798243%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758798243%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1758798243%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2673745152671&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2295&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094693%2C31094742%2C31094806&oid=2&pvsid=398822271234802&tmod=1785916501&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=192

Əsas nailiyyət ondan ibarət idi ki, bu böyük miqyas keyfiyyət hesabına əldə olunmur. Hətta bir massivdə 6000-dən çox kubit olsa belə, komanda fərdi kubitləri 99,98% dəqiqliklə manipulyasiya edərkən onları təxminən 13 saniyə – əvvəlki oxşar massivlərdə mümkün olandan təxminən 10 dəfə uzun müddət ərzində superpozisiyada saxladı.

Nomura deyir: “Daha çox atomlu böyük miqyaslılığın çox vaxt dəqiqlik hesabına əldə edildiyi düşünülür, lakin bizim nəticələrimiz göstərir ki, biz hər ikisini edə bilərik”. “Keyfiyyət olmadan qubitlər faydalı deyil. İndi bizdə kəmiyyət və keyfiyyət var.”

Komanda həmçinin superpozisiyanı qoruyaraq atomları massiv boyunca yüzlərlə mikrometr hərəkət etdirə bildiklərini nümayiş etdirdi. Qubitləri köçürmək qabiliyyəti neytral atomlu kvant kompüterlərinin əsas xüsusiyyətidir ki, bu da superkeçirici kubitlər kimi ənənəvi, bərk kabelli platformalarla müqayisədə səhvlərin daha səmərəli korreksiyasına imkan verir.

Manetsch, ayrı-ayrı atomları superpozisiya vəziyyətində saxlayaraq hərəkət etdirmə vəzifəsini qaçarkən bir stəkan suyun balanslaşdırılması ilə müqayisə edir. “Hərəkət edərkən bir atomu tutmağa çalışmaq, stəkan suyun aşmasına imkan verməməyə çalışmaq kimidir. Atomu superpozisiya vəziyyətində saxlamağa çalışmaq da suyun üzərinə sıçrayacaq qədər sürətlə qaçmamağa diqqət yetirməyə bənzəyir”.

Sahə üçün növbəti böyük mərhələ minlərlə fiziki kubit miqyasında kvant səhvinin korreksiyasını həyata keçirməkdir və bu iş neytral atomların oraya çatmaq üçün güclü namizəd olduğunu göstərir.

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 .

Bataille deyir: “Kvant kompüterləri məlumatı səhvlərə dözümlü şəkildə kodlaşdırmalı olacaq, beləliklə, biz əslində dəyər hesablamaları edə bilərik”. “Klassik kompüterlərdən fərqli olaraq, qubitlər sadəcə olaraq klonlanmayan teoremə görə kopyalana bilməz, buna görə də səhvlərin düzəldilməsi daha incə strategiyalara etibar etməlidir.”

Gələcəyə baxaraq, tədqiqatçılar massivindəki kubitləri bir-birinə qarışmış vəziyyətdə birləşdirməyi planlaşdırır , burada hissəciklər korrelyasiya olunur və bir kimi davranır. Dolaşma kvant kompüterlərinin sadəcə məlumatı superpozisiyada saxlamaqdan kənara çıxması üçün zəruri addımdır; dolaşıqlıq onlara tam kvant hesablamalarını aparmağa başlamağa imkan verəcək. Bu, həm də kvant kompüterlərinə son gücünü verir – təbiətin özünü simulyasiya etmək bacarığı, burada dolaşıqlıq hər miqyasda maddənin davranışını formalaşdırır.

Məqsəd aydındır: maddənin yeni mərhələlərini aşkar etməkdən tutmuş, yeni materialların dizaynına rəhbərlik etməyə və məkan-zamanı idarə edən kvant sahələrini modelləşdirməyə qədər yeni elmi kəşflərin kilidini açmaq üçün dolaşıqlıqdan istifadə etmək.

Manetsch deyir: “Bizim kainat haqqında yalnız kvant mexanikasının bizə öyrədə biləcəyi üsullarla öyrənməyə kömək edəcək maşınlar yaratmağımız maraqlıdır”.

Daha çox məlumat: Manetsch, HJ, Nomura, G., Bataille, E. et al. 6100 yüksək ardıcıl atom kubitləri olan maqqaş massivi, Təbiət (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09641-4 www.nature.com/articles/s41586-025-09641-4

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Kaliforniya Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir