Dünyadakı ən kiçik dama oyununu təsəvvür edin – biri çox kiçik bir şəbəkədə ionların ətrafında dəqiq qarışdırmaq üçün lazerlərdən istifadə etməklə oynanılır.

Bu, Physical Review Letters jurnalında dərc olunan son araşdırmanın arxasında duran fikirdir . Koloradodan olan nəzəri fiziklər qrupu alimlərin real kvant kompüterində oynaya biləcəyi yeni tip kvant “oyunu” və ya hesablamalar aparmaq üçün atomlar kimi kiçik obyektləri manipulyasiya edən cihaz hazırlayıb.

Tədqiqatçılar hətta oyunlarını belə bir cihazda, Quantinuum şirkəti tərəfindən hazırlanmış Quantinuum System Model H1 Quantum Computer-də sınaqdan keçirdilər. Tədqiqat Kolorado ştatının Broomfield şəhərində yerləşən Kolorado Boulder Universitetinin alimləri ilə Quantinuum arasında əməkdaşlıqdır.

Tədqiqatın həmmüəllifi Rahul Nandkishore bildirib ki, tapıntılar bu cihazların nəyə qadir ola biləcəyinin yalnız bir hissəsini vurğulayır.

CU Boulder Fizika Departamentinin dosenti Nandkishore, “Kiçik miqyaslı kvant cihazları sürətlə onlayn olur” dedi. “Bu, həqiqətən sual doğurur: “Onlar nə üçün yaxşıdır?”

Cavab: Çox, potensial.

Niyə kvant?

Elm adamları inanırlar ki, kvant kompüterləri bir gün bu gün eşidilməmiş bir sürətlə bir sıra vəzifələri yerinə yetirə bilər – məsələn, insan xəstəliklərini müalicə etmək üçün yeni dərmanlar kəşf etmək və ya atomların və elektronların çox kiçik miqyasda qarşılıqlı əlaqəsini araşdırmaq kimi.

Ancaq istədiyiniz kimi işləyən kvant kompüteri yaratmaq asan məqsəd deyil. Bitlərlə işləyən və ya sıfıra və ya birə çevrilən açarlarla işləyən ev noutbukunuzdan fərqli olaraq, kvant kompüterləri qubit adlanan konsepsiyaya əsaslanır . Atomlardan və ya digər kiçik cisimlərdən hazırlana bilən qubitlər eyni vaxtda sıfır, bir və ya kvant fizikasının qəribəliyi ilə dəyərlər alır.

Quantinuum-da fizik olan tədqiqatın həmmüəllifi David Stephen dedi ki, qubitləri idarə etmək də çox çətindir.

Bu kvant varlıqlarını kəsməyin yeni yolunu araşdırmaq üçün tədqiqatçılar fiziklərin maddənin “topoloji” fazası adlandırdıqlarına – bir az çox kiçik düyünlər yığınına bənzəyən kubitlər şəbəkəsini birləşdirdilər. Bu tənzimləmə komandaya prosesdə kvant kompüterini pozmadan sadə bir riyazi oyun oynamağa imkan verdi ki, bu da bu cür texnologiya üçün böyük problem idi.

“Prinsipcə, bu təcrübədə çox təəccüblü heç nə yox idi. O, nəzəri olaraq bizim düşündüyümüz kimi işlədi”, – Stiven deyib. “Ancaq bu qədər yaxşı işləməsi bu kvant kompüteri üçün bir etalon kimi görünə bilər.”

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=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=100&lmt=1744975062&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-quantum-game-showcases.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS45NiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS45NiJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuOTYiXV0sMF0.&dt=1744975053381&bpp=1&bdt=73&idt=162&shv=r20250417&mjsv=m202504140101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744974799%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744974799%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744974799%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=425550027600&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=2219&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31091832%2C95331833%2C95354562%2C95354564%2C95355311%2C95357460%2C95344788%2C95357878%2C31090357%2C95357716&oid=2&pvsid=760386445169448&tmod=1223384559&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=%7Co%7CpeEbr%7C&abl=NS&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=8803

Ağılları oxumaq

Nandkishore əlavə etdi ki, kvant oyunları uzun müddətdir mövcuddur və hətta dünyanın ilk kvant kompüterindən əvvəl yaranıb. Bunlar alimlərə kvant fizikasının bəzi daha çox imkanlarını tədqiq etməyə imkan verən riyazi məşqlərdir ki, bu da eksperimental olaraq sınaqdan keçirilə bilər.

Fizik David Mermin kvant oyunları ideyasını 1990-cı ildə populyarlaşdırdı. Tipik bir kvant oyununda iki və ya daha çox hipotetik insan oyunçusu göstərişlər alır, sonra növbə ilə sıfır və bir rəqəmləri olan bir şəbəkə doldurur. (Sudoku kimi bir şey təsvir edin). Sıfırların və birlərin düzülüşü müəyyən bir riyazi nümunəni tamamlayırsa, oyunçular oyunu “qazanırlar”.

Yalnız bir problem var, Nandkishore dedi: Oyunçular müxtəlif otaqlarda oturmalıdırlar və onlar telepatik deyillər.

“Onlar əvvəlcədən istədikləri strategiyanı razılaşdıra bilərlər, lakin oyun zamanı ünsiyyət qura bilmirlər” dedi tədqiqatın həmmüəllifi Oliver Hart, CU Boulder-də fizika üzrə postdoktoral assosiasiya. “Oyunda əminliklə qalib gələn heç bir strategiyanın olmadığını göstərmək nisbətən sadədir.”

Kvant fizikasının gəldiyi yer budur.

Mermin təklif etdi ki, nəzəri olaraq hər bir oyunçuya bir-birinə qarışmış hissəciklər toplusundan birini verə bilərsiniz. Dolaşan hissəciklər elə qarşılıqlı əlaqədə olublar ki, birinin ölçülməsi digərinin ölçülməsinin nəticəsinə təsir edəcək. Bu, hətta hissəciklər, məsələn, qonşu otaqda (və ya qonşu şəhərdə) ayrılsa belə doğrudur. Kvant oyununda oyunçular cavablarını əlaqələndirmək üçün bu korrelyasiyalardan istifadə edə bilərlər. Bu, o qədər qeyri-mümkün görünən bir şücaətdir ki, elm adamları buna kvant “psevdotelepatiya” ləqəbi verdilər.

Praktikada, kvant kompüterinin içərisində hissəcikləri birləşdirmək o qədər də sadə deyil.

Temperaturun bir dəqiqəlik artması kimi ən kiçik narahatlıq belə iki hissəcik arasındakı əlaqəni poza bilər. Bu cür səhvlər yalnız bir kvant kompüterinə əlavə etdiyiniz daha çox kubit toplayır.

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 .Abunə ol

Kvant düyün işi

Nandkishore və onun həmkarları kvant oyunlarını fərqli bir şəkildə oynamaq istəyirdilər – bu, real dünyada qazanmaq daha asan ola bilər.

Bunun üçün qrup Quantinuum-un H1 Sistem Modelinə müraciət etdi. Bu cihaz avuç içinə sığacaq bir çipdən qaçır. O, 20 kubitlik kolleksiyanı idarə etmək üçün lazerlərdən istifadə edir (bu halda çipin səthinin üstündə iterbium ionları tutulur).

Hazırkı araşdırmada tədqiqatçılar kompüter əmrlərini onlayn olaraq göndərdilər. İtterbium ionlarını ikiölçülü bir şəbəkəyə yerləşdirdilər ki, onlar qeyri-adi kvant strukturu yaratsınlar: Dolaşan iki və ya üç ion əvəzinə, bütün ionlar toplusu əsas dolaşıqlıq nümunəsini, “topoloji” nizamı nümayiş etdirdi. Demək olar ki, qubitlər özlərini düyünlərə bağlamışlar.

Nandkişorun sözlərinə görə, bu düyünləri açmaq asan deyil.

“Bizim bütün sistemdə bu qlobal qarışıqlıq nümunəsi ilə əlaqəli bir nizamımız var” dedi. “Əgər siz yerli iğtişaşlar etsəniz, bu, onu qarışdırmamalıdır.”

Tədqiqatçılar kvant oyunu oyunçuları rolunu öz üzərinə götürdülər və H1-1 daxilində müxtəlif kubitlərin ölçülməsi ilə təcrübə keçirdilər. Onlar göstərdilər ki, kvant psevdotelepatiyasına nail ola bildilər və oyunu qazana bildilər, zamanın təxminən 95%-i və ya daha çox. Tədqiqatçılar hətta kənar narahatlıqlar və əlavə kubitləri ölçən əlavə hipotetik oyunçular əlavə etsələr belə, ardıcıl olaraq oyunu qazana bildilər.

Nandkishore qeyd etdi ki, özlüyündə komandanın oyunu çox güman ki, heç bir real problemi həll etməyəcək. Ancaq bu, indiki kvant kompüterlərinin ən azı bir neçə halda öz üstünlüyünü itirmədən böyüyə biləcəyini ortaya qoyur.

“Bu araşdırma, kvant cihazlarının artıq edə biləcəyi ən yaxşı klassik strategiyanı üstələyən və möhkəm və genişlənə bilən bir şeyin olduğunun prinsipinin sübutudur” dedi.

Daha çox məlumat: Oliver Hart və başqaları, Kvant Kompüterində Topoloji Faza Keçidində Qeyri Yerli Oyunların Oynaması, Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.130602 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2403.04829

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

Boulderdəki Kolorado Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir 

Daha çox araşdırın