Pol Dailing, Çikaqo Universiteti

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriUChicago Pritzker School of Molecular Engineering postdoctoral tədqiqatçısı Hong Qiao, bir çox kvant hesablama sistemlərinə xas olan təsadüfiliyi aradan qaldıraraq, fononlar kimi tanınan mexaniki vibrasiyaların deterministik faza nəzarətini nümayiş etdirən yeni məqalənin ilk müəllifidir. Kredit: UChicago Pritzker Molekulyar Mühəndislik Məktəbi / Joel WIntermantle

Kvant kompüterləri üçün bir çox plan fotonlar kimi tanınan işıq hissəciklərindən istifadə edərək məlumatları ötürsə də, Çikaqo Universitetinin Pritzker Molekulyar Mühəndislik Məktəbindən (UChicago PME) tədqiqatçılar səsə müraciət edirlər.

Bu gün Nature Physics jurnalında çıxan yeni bir məqalədə , UChicago PME-nin eksperimentalisti Cleland Lab və nəzəri Jiang Qrupunu birləşdirən bir komanda fononların deterministik faza nəzarətini, daha böyük miqyasda səs sayılacaq kiçik mexaniki titrəmələri nümayiş etdirdi.

Foton əsaslı sistemlərə xas olan təsadüfiliyi aradan qaldırmaqla, bu faza nəzarəti sabahın kvant kompüterlərinin qurulmasında səsi işıqdan üstün tuta bilər.

UChicago PME Prof. Andrew Cleland dedi: “Fonon platformamızın deterministik təbiəti bunun kvant hesablamaları üçün fotonlardan daha yaxşı platforma olduğunu sübut edə bilər, baxmayaraq ki, hələ çox açıq suallar var” dedi.

UChicago PME tədqiqatçıları adi kompüteri təşkil edən məlumatların “bitinin” kvant ekvivalenti olan superkeçirici kubitdən fononu səpərək və elektriklə qarşılıqlı əlaqədə vasitəçilik edərək, fononun fazasını müəyyən şəkildə idarə edə bildilər. Bu o deməkdir ki, onlar fonon əsaslı məlumatları təbiət etibarilə fotonlara əsaslanan platformalara həmişə mane olan təsadüfi olmayan kvant kompüteri vasitəsilə göndərə bilərlər.

Teorik olaraq, bu, ən yaxşı kvant kompüterləri qədər sürətli və güclü sistemlərə gətirib çıxara bilər, lakin masaüstünüzdəki noutbuk qədər proqnozlaşdırıla bilər.

“Bu deterministik kvant əməliyyatlarına sahib olmaq bu hibrid platformaya xalis xətti optik yanaşmalar üzərində üstünlük verir” dedi Kleland laboratoriyasında doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı, birinci müəllif Hong Qiao.

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=1758272866&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-tomorrow-quantum.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758272866499&bpp=1&bdt=132&idt=80&shv=r20250918&mjsv=m202509110101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758272832%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758272832%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1758272832%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1473302072505&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2005&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094369%2C31094585%2C95370627%2C95370776%2C95371811%2C95371815%2C95340252%2C95340254&oid=2&pvsid=2555550187407657&tmod=1368097797&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage4.html&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=183

Determinist və ehtimal

Deterministik sistemlər təsadüfi olmayan sadə səbəb-nəticədir. Bu o deməkdir ki, əgər bir şey pozulmazsa, elm adamları A işi görsələr, həmişə B alacaqlar.

Lakin kvant mexanikasının bir çox aspektləri qeyri-deterministik olaraq da bilinən ehtimal xarakterlidir. Bu o deməkdir ki, hətta mükəmməl işləyən bir sistemdə belə tədqiqatçıların istədikləri nəticəni ala bilməyəcəkləri ehtimalı var. Alimlər A etsələr, B əldə edə bilərlər. Ya da istifadə etdikləri kvant sisteminin növündən asılı olaraq C, bəlkə D və ya daha çoxunu əldə edə bilərlər.

Daha yaxşı sistemlərin mühəndisliyi uğur ehtimalını artıra bilər, lakin hər zaman təsadüfilik olur və tədqiqatçılar prosesin bundan sonra işləyib-işləmədiyini öyrənə bilmirlər.Cihaz, xarakteristikası və fononun fərqlənməməsi. Kredit: Təbiət Fizikası (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03027-z

“Optik fotonların ölçmə nəticələrinə əsasən, bu əməliyyatın uğurlu olub-olmadığını müəyyən edə bilərsiniz” dedi Qiao. “Və bu əməliyyatı etsəniz, istədiyinizi əldə edəcəksiniz. Bu, daha çox əməliyyatı etdiyinizə bənzəyir, ölçürsünüz və ölçmə nəticəniz əsasında müəyyən uğur və ya uğursuzluq ehtimalınız var.”

Fononların fazalarını idarə etmək qabiliyyəti, eyni komandanın bu ilin əvvəlində hazırladığı yeni kvant təsadüfi giriş yaddaş sistemi də daxil olmaqla, müxtəlif kompüter arxitekturalarına tətbiq oluna bilər.

UChicago PME Prof. Liang Jiang, “Kvant fononikası getdikcə daha yığcam cihazlara imkan verən və daha böyük miqyasda inteqrasiyaya imkan verən yeni nəzəri arxitekturalarla bir sahə kimi inkişaf edir” dedi.

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 .

Qısa həyatlar

Komanda üçün növbəti maneə fononların istifadə müddətini artırmaqla, titrəmələri kvant hesablamaları üçün faydalı olacaq qədər uzun müddət davam etdirir.

“Hazırda bu fononların mikrosaniyə diapazonunda ömürləri var” dedi Qiao. “Biz hesablama işləri üçün faydalı olması üçün bu fonona bəlkə də 100 dəfə uzun ömür vermək istərdik .”

Bu məqsəd iddialı olsa da, nəzəri imkanlar daxilindədir, deyə Jiang’ın nəzəri qrupunun doktoranturadan sonrakı tədqiqatçısı həmmüəllif Zhaoyou Wang bildirib. Ömrünün bu qədər qısa olmasının səbəbi fononların bir kubitlə birləşməsidir. Bu əlaqə komandaya fononları idarə etməyə imkan versə də, titrəmələrin ömrünü əhəmiyyətli dərəcədə qısaldır, məsələn, onu boğmaq üçün zəngi tutmaq.

Öz-özlüyündə fononlar, fotonların toplaya bildiklərindən çox-çox daha çox saniyələrə qədər uyğunluq müddətinə malik ola bilər . Bunun səbəbi, işığın parıldaması və özünü atomaltı boşluğa yaymasıdır. Vibrasiya sadəcə öz-özünə titrəyir.

“Fotonlar elektromaqnit dalğasıdır , ona görə də xaricə çoxlu sızma kanalları var” dedi Vanq. “Fononlar onlarla əlaqə saxlasanız çürüyəcək, lakin onlar vakuuma sızmır. Prinsipcə, çox yaxşı təcrid olunmuş fononik rezonatorlarınız varsa və onlarla əlaqə saxlamasanız, bu sizə çürümə vermir.”

Hazırkı qısa ömür miqyasını təxminən 10 fononla məhdudlaşdırır, Cleland dedi. Lakin o, komandanın gələcək işində itki məhdudiyyətini həll etməyə ümid etdiyini söylədi.

“Biz bu məqalədəki irəliləyişlərdən həyəcanlanırıq və bu, fononların kvant hesablamaları üçün tamamilə bərk vəziyyətdə, çip əsaslı formatda istifadə edilməsinin gələcəkdə mümkünlüyünə işarə edir” dedi Kleland.

Ətraflı məlumat: Nömrə həll edən fonon aşkarlanması ilə akustik fonon faza qapıları, Təbiət Fizikası (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03027-z .

Jurnal məlumatı: Təbiət Fizikası 

Çikaqo Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir