افزایش مقیاس آرایه‌های کیوبیت مبتنی بر اتم خنثی توسط Atom Computing

خلاصه خبر:
 

شرکت Atom Computing پیشرفت قابل توجهی در حفظ یک آرایه پیوسته از اتم ها برای فناوری محاسبات کوانتومی خود داشته است. این تیم راه هایی برای جمع آوری تعداد زیادی کیوبیت و غلبه بر مشکل از دست دادن اتم ها، که در رایانه های کوانتومی با استفاده از اتم های خنثی رایج است، یافته اند. با بارگذاری مداوم اتم‌ها و استفاده از پرتوهای متمرکز نور برای جایگزینی کیوبیت‌های از دست رفته، آنها می‌توانند از پر بودن آرایه اطمینان حاصل کنند. آنها همچنین ویژگی خاصی را معرفی کرده اند که به پایدار ماندن کیوبیت ها در هنگام خواندن داده ها کمک می کند و تلفات را کاهش می دهد. با این پیشرفت ها، Atom Computing با موفقیت یک آرایه بزرگ با بیش از هزار کیوبیت بارگذاری کرده است که آنها را به هدفشان برای ساختن یک کامپیوتر کوانتومی قابل اعتماد و قدرتمند نزدیک می کند.

توضیحات تکمیلی:

شرکت Atom Computing، یک شرکت معروف در زمینه‌ی محاسباتی کوانتومی، پیشرفت های قابل توجهی را در حفظ یک آرایه اتمی با جمعیت پیوسته برای فناوری محاسبات کوانتومی خود انجام داده است. محققان استراتژی هایی را برای جمع آوری یک آرایه در مقیاس بزرگ با بیش از 1200 کیوبیت و غلبه بر چالش از دست دادن اتم (atom loss)، که معمولاً بر رایانه های کوانتومی که از اتم های خنثی به عنوان کیوبیت استفاده می کنند تأثیر می گذارد، ابداع کرده اند.

دکتر بن بلوم، بنیانگذار و مدیر ارشد فناوری، بر اهمیت مقیاس پذیری و کیوبیت های با fidelity بالا برای فناوری های محاسباتی کوانتومی تاکید کرد. از دست دادن اتم می تواند به دلیل عوامل مختلفی مانند اتم های سرگردان در محفظه خلاء یا اختلالات در طول فرآیند  خوانش رخ دهد. در حالی که از دست دادن اتم بر تمام سیستم هایی که از اتم های منفرد به عنوان کیوبیت استفاده می کنند تأثیر می گذارد، به ویژه برای فناوری های محاسباتی کوانتومی اتم خنثی چالش برانگیز است.

برای مقابله با این چالش ها، Atom Computing راه حل های جدیدی را در سیستم های محاسباتی کوانتومی نسل بعدی خود پیاده سازی کرده است که در آینده نزدیک به صورت تجاری در دسترس خواهند بود. رویکرد آنها، که در مقاله‌ای در arXiv مشخص شده است، شامل بارگذاری مداوم اتم‌های ایتربیوم در ناحیه محاسباتی و استفاده از tweezerهای نوری برای جایگزینی کیوبیت‌های از دست رفته در آرایه است. علاوه بر این، آنها یک کاواک نوری را در خود جای داده اند که چاه های انرژی عمیق ایجاد می کند و ثبات کیوبیت را در طول فرآیند خوانش افزایش داده  و تلفات را به حداقل می رساند.

این نوآوری ها به تیم Atom Computing این امکان را داده است که به طور مداوم به بارگذاری کامل یک آرایه اتمی بزرگ با بیش از هزار کیوبیت دست یابد. با حصول اطمینان از یک آرایه اتمی پرجمعیت پیوسته، فناوری Atom Computing می‌تواند اندازه‌گیری‌های مدار میانی را که برای تصحیح خطای کوانتومی و سایر عملیات‌ها ضروری است، به طور موثر انجام دهد.

توانایی غلبه بر تلفات اتم و حفظ یک آرایه کیوبیت پرجمعیت برای دستیابی به محاسبات کوانتومی تحمل‌پذیر خطا بسیار مهم است. پیشرفت‌های Atom Computing در این زمینه نشان‌دهنده نقطه عطف مهمی در تلاش آن‌ها برای محاسبات کوانتومی مقیاس‌پذیر و کارآمد است. با سیستم های تجاری در دسترس آینده خود، هدف این تیم نشان دادن عملی و اثربخشی راه حل های خود  می‌باشد که طی چندین سال تحقیق، توسعه یافته اند.

با پرداختن به چالش‌های فنی مرتبط با از دست دادن اتم و مقیاس‌پذیری، Atom Computing ما را یک گام به تحقق فناوری‌های محاسباتی کوانتومی متحمل خطا  و مقاوم در برابر خطا نزدیک‌تر می‌کند.

منبع 

https://thequantuminsider.com/2024/02/22/harnessing-the-power-of-neutrality-comparing-neutral-atom-quantum-computing-with-other-modalities/