امکان ذخیره و بازیابی اطلاعات کوانتومی در هسته‌ی اتم فراهم شد

محققان دانشگاه صنعتی دلفت در پژوهشی پیشگامانه، موفق به ذخیره و بازیابی اطلاعات کوانتومی در هسته‌ی اتم تیتانیوم شده‌اند. این دستاورد نویدبخش عصر جدیدی در محاسبات کوانتومی با امنیت بالا است. اطلاعات کوانتومی، داده‌هایی هستند که در کامپیوترهای کوانتومی ذخیره و پردازش می‌شوند. این اطلاعات به صورت واحدهای بنیادی کوانتومی موسوم به کیوبیت ذخیره می‌گردند.

به گزارش دپارتمان اخبار علمی رسانه فناوری تکنا، مطالعه‌ی اخیر نشان می‌دهد که می‌توان اطلاعات کوانتومی را در درون هسته‌ی اتم، به دور از هرگونه اختلال خارجی، ایمن نمود. این رویکرد نوین در ذخیره‌سازی می‌تواند به طور چشمگیری امنیت محاسبات کوانتومی را افزایش دهد.

محققان دانشگاه دلفت با انجام آزمایشی دقیق بر روی اتم تیتانیوم (Ti-47)، به این دستاورد مهم دست یافتند. آن‌ها توانستند اطلاعات کوانتومی را در هسته‌ی این اتم ذخیره کرده و سپس آن را بازیابی نمایند. ساندر اوت، یکی از محققان و استاد فیزیک در دانشگاه دلفت، این دستاورد را گامی بزرگ در کنترل ماده در مقیاس اتمی توصیف می‌کند.

اگرچه هسته‌ی اتم محیطی امن برای ذخیره‌سازی اطلاعات کوانتومی به نظر می‌رسد، اما خواندن و دستکاری این اطلاعات با چالش‌هایی همراه است. دلیل اصلی این چالش‌ها، ابعاد بسیار کوچک هسته و تأثیر متقابل آن با سایر ذرات درون اتم است. به عنوان مثال، برهم‌کنش فوق‌ریز بین هسته و الکترون‌های اطراف آن، می‌تواند بر اسپین هسته و در نتیجه اطلاعات ذخیره شده در آن تأثیر بگذارد.

محققان برای غلبه بر این چالش، روشی نوین پیشنهاد کرده‌اند. آن‌ها با ایجاد یک اختلال کنترل‌شده در حرکت الکترون‌های اطراف هسته، موفق شدند اسپین الکترون را با اسپین هسته هم‌زمان کنند. به این ترتیب، امکان خواندن اطلاعات ذخیره شده در هسته فراهم شد.

لوکاس ولدمن، نویسنده‌ی اصلی این پژوهش، توضیح می‌دهد که با اعمال یک پالس ولتاژ، اسپین الکترون از حالت تعادل خارج شده و در نتیجه، هر دو اسپین (الکترون و هسته) به مدت کوتاهی با هم نوسان می‌کنند. این نوسانات مشترک، امکان خواندن اطلاعات ذخیره شده در هسته را فراهم می‌سازد. این دستاورد مهم، گامی بزرگ در جهت توسعه‌ی کامپیوترهای کوانتومی با امنیت بالا محسوب می‌شود. با ذخیره اطلاعات کوانتومی در هسته‌ی اتم، می‌توان از آن‌ها در برابر انواع تهدیدات خارجی محافظت نمود. این امر به ویژه در حوزه‌هایی مانند رمزنگاری و محاسبات ابری از اهمیت بالایی برخوردار است.

برای مشاهده تازه ترین خبرها به صفحه اخبار علمی رسانه تکنا مراجعه کنید.