كتب – باسل يوسف:
استخدم العلماء تجربة فكرية شهيرة تسمى “قطة شرودنجر” للتوصل إلى طريقة لإزالة الأخطاء من أجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية.
تشفر الطريقة الجديدة المعلومات الكمومية على ذرة الأنتيمون، التي تحتوي على 8 حالات محتملة تمكن من تخزين البيانات بأمان أكبر من تلك الموجودة في كيوبت ثنائي الحالة القياسي، أو بت كمومي.
يعد هذا الاختراق خطوة مهمة في جعل الأخطاء داخل الأنظمة الكمومية أقل احتمالية للحدوث، وعندما تحدث، يسهل اكتشافها وتصحيحها – وهو حاجز رئيسي أمام تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية. نشر الباحثون نتائجهم في مجلة Nature Physics.
ابتكر الفيزيائي إروين شرودنجر لأول مرة في عام 1925 تجربته الفكرية التي تصف بشكل مثير القواعد الغريبة للعالم الكمي من خلال تخيل قطة موضوعة داخل صندوق معتم مع قارورة سامة بها آلية فتح يتم التحكم فيها عن طريق الاضمحلال الإشعاعي – وهي عملية كمية عشوائية تمامًا.
لفتح الصندوق ومراقبة القط، زعم شرودنجر، أن قواعد ميكانيكا الكم تعني أن القطة ستوجد في تراكب من الحالات، ميتة وحية في نفس الوقت.
في حالة كيوبت، يمكن ترميز المعلومات الكمية المتعلقة بالحالات 0 أو 1 لجهاز كمبيوتر كلاسيكي على حالات “الدوران لأعلى” و”الدوران لأسفل” للذرة – حيث يكون الدوران هو الزخم الزاوي الجوهري لجسيم أساسي.
ولكن إذا تسبب الضجيج داخل الكمبيوتر الكمومي في تغيير هذا الدوران فجأة (كما يحدث غالبًا)، فستضيع الحالة الكمومية، ما ينتج عنه خطأ ويدمر المعلومات الموجودة بداخله.
للتغلب على هذه المشكلة، دمج الباحثون ذرة أنتيمون، التي لها 8 اتجاهات دوران مختلفة، داخل شريحة سيليكون كمومية. تعني الاتجاهات الستة الإضافية للدوران لذرة الأنتيمون (التي تم الحصول عليها من خلال الطبيعة المركبة للذرة التي تضيف دورات فردية متعددة) أنه على عكس نظام حالتي الدوران، فإن خطأ واحدًا لا يكفي لتدمير المعلومات المشفرة.
قال المؤلف المشارك بنيامين فيلهلم، الباحث في الهندسة الكهربائية والاتصالات في جامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا، في بيان: “كما يقول المثل، القطة لها 9 أرواح. خدش صغير لا يكفي لقتلها. قطتنا المجازية لها 7 أرواح: سيستغرق الأمر 7 أخطاء متتالية لتحويل “0” إلى “1”!”
يقول الباحثون إنه مع وجود هذا النظام، سيعملون الآن على إثبات طريقة للكشف عن الأخطاء وتصحيحها في رقاقتهم، وهو إنجاز يعتبر “الكأس المقدسة” في مجال الحوسبة الكمومية.
قال المؤلف المشارك أندريا موريلو، أستاذ الهندسة الكهربائية والفيزياء الكمومية في جامعة نيو ساوث ويلز، في البيان: “إذا حدث خطأ، فإننا نكتشفه على الفور، ويمكننا تصحيحه قبل تراكم المزيد من الأخطاء. لمواصلة استعارة “قط شرودنجر”، الأمر كما لو كنا نرى قطتنا تعود إلى المنزل بخدش كبير على وجهها.. إنه بعيد عن الموت، لكننا نعلم أنه دخل في قتال؛ يمكننا الذهاب ومعرفة من تسبب في القتال، قبل أن يحدث مرة أخرى ويصاب قطنا بإصابات أخرى”.
اقرأ أيضا:
