بهبود حافظه کوانتومي با روش چرخ و فلکي خواندن اطلاعات

محققاني که اميدوار به ساخت رايانه‌هاي کوانتومي هستند در حال بررسي روش‌هاي متنوع ذخيره‌سازي اطلاعات هستند. اتم‌هاي نيتروژني که در داخل الماس قرار گرفته‌اند، نويدبخش رمزگذاري بيت‌هاي کوانتومي (کيوبيت‌ها) هستند؛ ولي فرايند خواندن اطلاعات منجر به سيگنال بسيار ضعيفي مي‌گردد. اکنون فيزيکدان‌ها يک روش چرخ و فلکي توسعه داده‌اند که قادر به توليد سيگنال‌هاي بسيار قوي‌تر براي اين کيوبيت‌ها است.
راه اندازي يک کيوبيت در يک مسير کوانتومي طولاني (مسير 2 و 3) مي‌تواند به طور رويايي کيفيت سيگنالي را که از طي يک مسير کوتاه‌تر بدست آمده است (مسير 1) بهبود بخشد.



در يک رايانه کوانتومي، يک بيت منفرد اطلاعات در يک خاصيت از يک سيستم مکانيکي کوانتومي، مانند اسپين يک الکترون، رمزگذاري مي‌شود. در اکثر ترتيب‌هايي که فرآيند ذخيره‌سازي به اتم‌هاي نيتروژن جاسازي‌شده در الماس وابسته است، خواندن اطلاعات باعث نظم‌گيري متفاوت کيوبيت‌ها مي‌شود که به معناي آن است که فقط يک فرصت براي اندازه‌گيري حالت کيوبيت‌ها وجود دارد.

گروهي از فيزيکدان‌هاي آلماني از دانشگاه اشتودگارت توانسته‌اند با به کارگيري اسپين هسته‌هاي نيتروژن، فرآيند بازخواني تک پله‌اي اطلاعات را به يک فرآيند چندپله‌اي تغيير دهند. اين محققان کشف کردند که به جاي نظم‌گيري مجدد کيوبيت‌هاي الکتروني بعد از خواندن اطلاعات، مي‌توانند حالت هسته‌اي نيتروژن را قبل از آنکه اطلاعات ذخيره‌شده در کيوبيت‌ها پاک شود، دو بار تغيير دهند.

حالت مربوط به هسته‌هاي نيتروژن هيچ اطلاعات مهمي را ثبت نمي‌کند و فقط به اين محققان اجازه مي‌دهد که فرآيند خواندن حالت‌هاي کيوبيت‌ها را در چندمرحله انجام دهد. اين امر منجر به يک فرآيند مکانيک کوانتومي پيچيده‌تر مي‌شود و قادر است تعداد رخداد‌هاي قبل از پاک شدن اطلاعات را سه برابر بيشتر کند، که به نوبه خود مي‌تواند سيگنال اطلاعات را در کيوبيت‌ها تقويت نمايد.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌هاي Physical Review B و Physics منتشر کرده‌اند.






به نقل از : (Iran Nanotechnology Initiative Council)


منبع : A Roundabout Method of Reading Data Can Improve Quantum Memory