UNSW mühəndisləri real dünyada tanınmış kvant düşüncə təcrübəsini nümayiş etdiriblər. Onların tapıntıları kvant hesablamalarını yerinə yetirmək üçün yeni və daha möhkəm bir üsul təqdim edir və onların səhvlərin düzəldilməsi üçün mühüm təsirləri var, bu, onlarla işləyən kvant kompüteri arasında duran ən böyük maneələrdən biridir.

Kvant mexanikası bir əsrdən artıqdır ki, alimləri və filosofları çaşdırıb. Ən məşhur kvant düşüncə təcrübələrindən biri “Şrödingerin pişiyi” – həyatı və ya ölümü radioaktiv atomun parçalanmasından asılı olan bir pişikdir.

Kvant mexanikasına görə , əgər atom birbaşa müşahidə olunmursa, onun superpozisiyada olması, yəni eyni zamanda bir neçə vəziyyətdə olması – çürümüş və çürüməmiş hesab edilməlidir. Bu, pişiyin ölü və diri bir superpozisiyada olması ilə bağlı narahatedici nəticəyə gətirib çıxarır.

UNSW professoru Andrea Morello deyir: “Heç kim eyni anda həm ölü, həm də diri vəziyyətdə olan əsl pişiyi görməmişdir, lakin insanlar böyük miqdarda fərqlənən kvant vəziyyətlərinin superpozisiyasını təsvir etmək üçün Şrödingerin pişik metaforasından istifadə edirlər” Nature Physics jurnalında nəşr olunan araşdırmanı aparan qrupun lideri .

Atom pişiyi

Professor Morellonun komandası bu tədqiqat işi üçün standart “qubitlər” və ya kvant tikinti bloklarından qat-qat mürəkkəb olan surma atomundan istifadə edib.

Qəzetin aparıcı müəllifi Xi Yu deyir: “Bizim işimizdə “pişik” surma atomudur.

“Sürmə böyük nüvə spininə malik olan ağır atomdur, yəni böyük bir maqnit dipolu deməkdir. Sürmənin spini iki deyil, səkkiz fərqli istiqamət ala bilər. Bu, çox görünməsə də, əslində onun davranışını tamamilə dəyişdirir. sistem.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1736916927&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-quantum-schrdinger-cat-silicon-chip.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yNjYiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1736916927047&bpp=1&bdt=221&idt=198&shv=r20250113&mjsv=m202501140101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736916824%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736916824%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736916824%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=172092926541&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=447&ady=2033&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95348683%2C31089541%2C31089542%2C42531705%2C95350245%2C95350549%2C31089762%2C95347432&oid=2&pvsid=4041534194708832&tmod=552258358&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=203

“Əks istiqamətlərə yönəlmiş sürmə spininin superpozisiyası sadəcə “yuxarı” və “aşağı” superpozisiya deyil, çünki superpozisiyanın iki qolunu ayıran çoxsaylı kvant vəziyyəti var.”

Bunun əsas tikinti bloku kimi atomun nüvə spinindən istifadə edərək kvant kompüterinin yaradılması üzərində çalışan alimlər üçün dərin nəticələr var.

Həmmüəllif Benjamin Vilhelm deyir: “Adətən insanlar kvant bitindən və ya “qubit”dən (yalnız iki kvant vəziyyəti tərəfindən təsvir edilən obyektdən) kvant məlumatının əsas vahidi kimi istifadə edirlər”.

“Əgər qubit spindirsə, biz “0” vəziyyətini “spin down” adlandıra bilərik və “1” vəziyyətini “spin up” adlandıra bilərik. Amma fırlanma istiqaməti qəfil dəyişərsə, dərhal məntiqi xətamız olur: 0 1-ə və ya əksinə çevrilir, buna görə də kvant məlumatı bu qədər kövrəkdir.”

Lakin səkkiz fərqli fırlanma istiqamətinə malik olan surma atomunda, əgər “0” “ölü pişik”, “1” isə “diri pişik” kimi kodlaşdırılıbsa, kvant kodunu sındırmaq üçün tək bir xəta kifayət etmir. .

“Atalar sözü deyildiyi kimi, pişiyin doqquz canı var. Onu öldürmək üçün bir balaca cızıq kifayət deyil. Bizim metaforik “pişiyin” yeddi həyatı var: “0”ı “1”ə çevirmək üçün ardıcıl yeddi səhv lazımdır! Bu antimon spin vəziyyətlərinin əks istiqamətlərdə superpozisiyasının “makroskopik” olması mənasındadır, çünki bu daha geniş miqyasda baş verir və Schrödinger pişiyi “deyə Yu.

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, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Ölçəklənən texnologiya

Sürmə pişiyi, kompüterlərimizdə və cib telefonlarımızda olanlara bənzər bir silikon kvant çipinin içərisinə yerləşdirilib, lakin bir atomun kvant vəziyyətinə giriş imkanı vermək üçün uyğunlaşdırılıb. Çip UNSW-dən Dr. Danielle Holmes tərəfindən hazırlanmışdır, sürmə atomu isə Melburn Universitetindəki həmkarları tərəfindən çipə daxil edilmişdir.

“Atom “Şrödinger pişiyi”ni silikon çipin içərisində yerləşdirməklə biz onun kvant vəziyyəti üzərində mükəmməl nəzarət əldə edirik – və ya arzu edirsinizsə, onun həyatı və ölümü üzərində”, – Dr Holms deyir.

“Bundan başqa, “pişiyi” silikonda yerləşdirmək o deməkdir ki, uzunmüddətli perspektivdə bu texnologiya bu gün əlimizdə olan kompüter çiplərini yaratmaq üçün artıq qəbul etdiyimiz üsullarla oxşar üsullarla genişləndirilə bilər.”

Bu sıçrayışın əhəmiyyəti ondan ibarətdir ki, o, kvant hesablamalarını yerinə yetirmək üçün yeni üsula qapı açır. Məlumat hələ də ikili kodda, 0 və ya 1 ilə kodlanır, lakin məntiqi kodlar arasında daha çox “səhv üçün yer” var.

Prof. Morello deyir: “Bir, hətta bir neçə səhv məlumatı dərhal qarışdırmır”.

“Səhv baş verərsə, biz onu dərhal aşkar edirik və başqa səhvlər yığılmadan onu düzəldə bilərik. “Şrödinger pişiyi” metaforasına davam etmək üçün, sanki pişiyimizin üzündə böyük cızıqla evə gəldiyini gördük. O, uzaqdadır. ölüb, amma bilirik ki, o, dava edib.

Kvant səhvinin aşkarlanması və korreksiyasının nümayişi – kvant hesablamasında “Müqəddəs Grail” – komandanın həll edəcəyi növbəti mərhələdir.

İş geniş beynəlxalq əməkdaşlığın nəticəsi idi. UNSW Sidney-dən olan bir neçə müəllif, üstəlik Melburn Universitetindəki həmkarları kvant cihazlarını hazırladılar və idarə etdilər.

ABŞ-da, Sandia Milli Laboratoriyalarında və NASA Ames-də və Kanadada, Kalqari Universitetində çalışan nəzəriyyəçilər pişiyi necə yaratmaq və onun mürəkkəb kvant vəziyyətini necə qiymətləndirmək barədə qiymətli fikirlər təqdim etdilər.

Prof. Morello deyir: “Bu iş tamamlayıcı təcrübəyə malik dünyanın aparıcı komandaları arasında açıq sərhəd əməkdaşlığının gözəl nümunəsidir”.

Ətraflı məlumat: Təbiət Fizikası (2025). DOI: 10.1038/s41567-024-02745-0

Jurnal məlumatı: Təbiət Fizikası 

Yeni Cənubi Uels Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir