محققان فیزیک نظری در اتریش اقدام به ارائه راهکاری برای حل چالش بنیادی در ساخت رایانه‌های کوانتومی کردند. مشکل لزوم برهمکنش میان تمام کیوبیت‌ها مانع از تولید تجاری این سیستم‌ها است.
راهبرد جدیدی برای رفع مشکل رایانه‌های کوانتومی
در طول چند سال گذشته پیشرفت‌های قابل توجهی در حوزه رایانه‌های کوانتومی انجام شده است به طوری که امیدهای زیادی برای حل مشکل رایانه‌های کلاسیک بوجود آمده است. فیزیک‌دانان در حال حاضر روی تحقق ساخت واحدهای سازنده این رایانه‌ها، بیت‌های کوانتومی (کیوبیت) متمرکز شده‌اند تا این واحدها را در آزمایشگاه تولید کرده و برای محاسبه آنها را تحت کنترل داشته باشند.
اخیرا یک نوع رایانه کوانتومی موسوم به آدیاباتیک ساخته شده است که توجه دانشگاه و صنعت را به خود جلب کرده است. در صورت تولید این نوع رایانه‌ها، مشکل رایج در رایانه‌های کلاسیک رفع خواهد شد، مشکلاتی که تاکنون راهکاری برای آن ارائه نشده است.
رایانه‌های کوانتومی آدیاباتیک یک مشکل عمومی دارند: مشکل در برهمکنش میان کیوبیت‌ها است به طوری که برای کارکرد صحیح سیستم باید میان تمام کیوبیت‌ها ارتباط وجود داشته باشد. ولفگانگ لچنر از موسسه اپتیک کوانتومی و اطلاعات کوانتومی (IQQQI) وابسته به آکادمی علوم اتریش، می‌گوید: «زبان قابل برنامه‌ریزی این سیستم براساس برهمکنس میان کیوبیت‌های فیزیکی منفرد است. بنابراین یک چالش بنیادی در ساخت رایانه‌های کوانتومی وجود دارد.»
این گروه تحقیقاتی برای حل این مشکل اقدام به ارائه راهکاری کاملا متفاوت کردند. آنها پیشنهاد جداکردن کیوبیت‌ها منطقی را از فضای فیزیکی دستگاه مطرح کردند. هر کیوبیت فیزیکی می‌تواند مربوط به یک جفت کیوبیت منطقی بوده که با اعمال میدان منطقه‌ای قابل تنظیم است. با این کار در صورتی که از یون یا اتم استفاده می‌شود میدان الکتریکی قابل اعمال خواهد بود و در صورت استفاده از کیوبیت‌ها می‌توان میدان مغناطیسی اعمال کرد.
فیلیپ هوک از محققان این پروژه می‌گوید: « با این کار هر مشکل ژنریکی را می‌توان از طریق اعمال میدان رفع کرد. با این راهبرد جدید ما نه تنها می‌توانیم محدودیت موجود را که ناشی از سخت افزار است رفع کنیم بلکه امکان تولید انبوه این نسل از رایانه‌ها نیز وجود دارد.»
از آنجایی که درجه آزادی در این سیستم‌ها در حال افزایش است، بنابراین باید از راهکارهای غیرفیزیکی استفاده کرد. این راهبرد جدید در برابر بروز خطا بسیار مقاوم است و امکان ارائه مدارهای ابررسانا یا شیشه‌های بسیار سرد در این فناوری وجود دارد.
