رمزگشایی کیوبیت‌های مایورانا با تکنیکی جدید

پژوهشگران شورای ملی تحقیقات اسپانیا موفق شدند اطلاعات ذخیره‌شده در کیوبیت‌های مایورانا، نوعی کیوبیت توپولوژیک را استخراج کنند.

به گزارش سرویس فناوری تک‌ناک، این تیم پژوهشی نشان داد که با به‌کارگیری تکنیک نوآورانه‌ای به نام «ظرفیت کوانتومی» می‌توان به اطلاعات درون کیوبیت‌های مایورانا دسترسی یافت.

رامون آگوادو، پژوهشگر CSIC در موسسه علوم مواد مادرید (ICMM) و یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: «این پیشرفت نقطه عطفی است. کار ما پیشگامانه محسوب می‌شود، چرا که نشان داده‌ایم با استفاده از ظرفیت کوانتومی می‌توانیم اطلاعات ذخیره‌شده در کیوبیت‌های مایورانا را خواند.» او توضیح داد: «این تکنیک به‌ عنوان یک کاوشگر جهانی، حساس به وضعیت کلی سیستم عمل می‌کند.»

حتما بخوانید: ساعت‌های کوانتومی آینده با استفاده از بلورهای زمانی ساخته می‌ شوند

کیوبیت‌های توپولوژیک را می‌توان به‌ عنوان صندوق‌های امن برای اطلاعات کوانتومی در نظر گرفت، با این تفاوت که داده‌ها به‌جای ذخیره شدن در یک مکان مشخص به‌ صورت غیرمحلی در یک جفت حالت ویژه به نام حالت‌های صفر مایورانا توزیع می‌شوند. این ویژگی، ارزش بالایی برای کاربرد در کامپیوترهای کوانتومی به آنها می‌بخشد. آگوادو تصریح کرد: «این کیوبیت‌ها در برابر نویز مقاوم هستند که باعث انحلال کوانتومی می‌شود، چرا که برای تخریب اطلاعات، خطا باید کل سیستم را تحت تاثیر قرار دهد.» با وجود این، او تاکید کرد: «همین ویژگی، نقطه ضعف تجربی آنها نیز بوده است؛ چگونه می‌توان ویژگی‌ را شناسایی یا خواند که در هیچ نقطه مشخصی وجود ندارد؟»

بیشتر بخوانید: دانشمندان چینی شبکه‌های ارتباطات کوانتومی را تا ۲۳۰۰ مایل گسترش دادند

تکنیک اندازه‌گیری کیوبیت‌های مایورانا چیست؟

پژوهشگران در مقاله‌ منتشرشده در مجله Nature، روشی معرفی کردند که با بهره‌گیری از ظرفیت کوانتومی، پاریتی کیوبیت‌های مایورانا را خوانش می‌کند. این روش دو حالت مایورانا را جفت می‌کند و پاریتی آنها را در زمان واقعی مشخص می‌سازد؛ این تغییر به شکل سوئیچینگ تصادفی قابل مشاهده است که طول عمر آن بیش از یک میلی‌ثانیه می‌باشد. حسگر بار نشان داد که دو حالت پاریتی خنثی هستند و برای پروبی که به حالت‌ها متصل نمی‌شود، قابل تمایز نیستند. بر اساس بیانیه مطبوعاتی، این دستاورد گام اساسی در خوانش کیوبیت‌های مایورانا و کنترل آنها در حوزه زمان محسوب می‌شود و یکی از چالش‌های دیرینه آزمایشگاهی را برطرف می‌کند.

برای مطالعه بیشتر: آشکارسازی حرکت کوانتومی پنهان در ابررساناها با نخستین میکروسکوپ تراهرتزی جهان

پس از ساخت زنجیره کوچک کیتاو و با استفاده از پروب ظرفیت کوانتومی، پژوهشگران برای نخستین بار توانستند در یک اندازه‌گیری تشخیص دهند که حالت کوانتومی غیرمحلی ایجادشده توسط دو حالت مایورانا زوج است یا فرد؛ به عبارتی، پر یا خالی است که مبنای کیوبیت را تشکیل می‌دهد. گورم استفنسن، پژوهشگر ICMM-CSIC بیان کرد: «این آزمایش با ظرافت، اصل محافظت را تایید می‌کند؛ در حالی که اندازه‌گیری محلی بار قادر به مشاهده این اطلاعات نیست، پروب جهانی آن را به‌ روشنی نشان می‌دهد.» دستاورد دیگر این مطالعه، مشاهده «پرش‌های تصادفی پاریتی» بود که امکان سنجش «پایداری پاریتی بیش از یک میلی‌ثانیه» را فراهم می‌کند.