رایانه کوانتومی فشرده برای مراکز سرور

منتشر شده در phys.org به تاریخ ۱۸ ژوئن ۲۰۲۱
لینک منبع Compact quantum computer for server centers

کامپیوترهای کوانتومی که تا به امروز توسعه یافته‌اند، یکی از انواع ابزارهایی بوده‌اند که کل آزمایشگاه‌ها را پر می‌کنند. در حال حاضر، فیزیکدانان دانشگاه اینسبروک یک نمونه اولیه از یک کامپیوتر کوانتومی تله یونی ساخته‌اند که می‌تواند در صنعت مورد استفاده قرار گیرد. این ساختار با دو قفسه سرور ۱۹ اینچی مانند آن‌هایی که در مراکز داده در سراسر جهان یافت می‌شوند، متناسب است. دستگاه فشرده و خود پایدار نشان می‌دهد که چگونه این فن‌آوری به زودی در دسترس‌تر خواهد بود.

در طول سه دهه گذشته، زمینه اساسی برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی در دانشگاه اینسبروک اتریش، پیشگام شده‌است. به عنوان بخشی از تکنولوژی‌های کوانتومی فلاگشیپ اتحادیه اروپا، محققان در دپارتمان فیزیک تجربی در اینسبروک اکنون یک توسعه‌دهنده برای یک کامپیوتر کوانتومی تله یونی فشرده ساخته‌اند. توماس مونز از دانشگاه اینسبروک می‌گوید: « آزمایش‌ها محاسبات کوانتومی ما معمولا ۳۰ تا ۵۰ متر مربع آزمایشگاه را پر می‌کنند.» « ما در حال حاضر به دنبال تناسب فناوری‌های ایجاد شده در اینسبروک در کوچک‌ترین فضای ممکن در حالی هستیم که استانداردهای مورد استفاده در صنعت را رعایت می‌کنیم.» هدف این دستگاه جدید نشان دادن این است که کامپیوترهای کوانتومی به زودی برای استفاده در مراکز داده‌ها آماده خواهند شد. کریستین مارکینیاک از تیم اینسبروک اضافه می‌کند، «ما توانستیم نشان دهیم که فشردگی نباید به قیمت عملکرد تمام شود».

بلوک‌های سازنده منحصر به فرد اولین کامپیوتر کوانتومی فشرده جهان باید به طور قابل‌توجهی از نظر اندازه کاهش می‌یافت. برای مثال، قسمت مرکزی کامپیوتر کوانتومی، تله یونی نصب‌شده در یک محفظه خلا، تنها کسری از فضای مورد نیاز قبلی را اشغال می‌کند. این ابزار توسط فن‌آوری‌های کوانتوم آلپ (AQT) ، یک اسپین آف از دانشگاه اینسبروک و آکادمی علوم اتریش که قصد ساخت یک کامپیوتر کوانتومی تجاری را دارد، برای محققان فراهم شده‌است. مولفه‌های دیگر توسط موسسه Fraunhofer برای اپتیک کاربردی و مهندسی دقیق در Jena و متخصص لیزر TOPTICA Photonics در مونیخ آلمان کمک کردند.

تا ۵۰ بیت کوانتوم

کامپیوتر کوانتومی فشرده می‌تواند به صورت خودمختار کار کند و به زودی به صورت آنلاین قابل‌برنامه‌ریزی خواهد بود. یک چالش خاص، اطمینان از پایداری کامپیوتر کوانتومی بود. دستگاه‌های کوانتومی بسیار حساس هستند و در آزمایشگاه به کمک معیارهای دقیق از اختلالات خارجی محافظت می‌شوند. تیم اینسبروک به طرز شگفت آوری موفق به استفاده از این استاندارد کیفیت برای دستگاه جمع و جور شد، بنابراین عملیات ایمن و بدون وقفه را تضمین کرد.

علاوه بر پایداری، یک عامل تعیین‌کننده برای استفاده صنعتی از یک کامپیوتر کوانتومی، تعداد بیت‌های کوانتومی موجود است. بنابراین، دولت آلمان در کمپین مالی اخیر خود، هدف ساخت اولیه کامپیوترهای کوانتومی نمایشی را که ۲۴ کیوبیت کاملا کاربردی دارند، تعیین کرده‌است. فیزیک‌دانان کوانتومی اینسبروک قبلا به این هدف دست یافته‌اند. آن‌ها قادر به کنترل انفرادی و اتصال موفقیت‌آمیز تا ۲۴ یون با دستگاه جدید بودند. توماس مونز که در حال بررسی آینده است، می‌گوید: « تا سال آینده، ما می‌خواهیم قادر به ارائه یک دستگاه با بیش از ۵۰ بیت کوانتومی قابل‌کنترل به صورت انفرادی باشیم.»

این متن با استفاده از ربات ترجمه مقالات کوانتوم ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.