رقائق الزجاج هي مستقبل أجهزة الكمبيوتر الكم ، وهنا تفسير

التكنولوجيا تتقدم من خلال استخدام رقائق الزجاج لبناء أجهزة الكمبيوتر الكم. (الصورة: غير فلاش)

جاكرتا -- أطلقت شركة IonQ ومقرها ولاية ماريلاند نوعا جديدا من الرقائق في محاولتها لتحسين نوع تكنولوجيا الكمبيوتر الكمومية. يحسب حاسوبه باستخدام الحالات الكمومية من الأيونات المحاصرين كهرومغناطيسية في الفضاء بالقرب من رقاقة.

وكانت الفخاخ تصنع في السابق باستخدام عملية تصنيع رقائق السيليكون، ولكن الشركة تحولت الآن إلى تكنولوجيا محاصرة الزجاج المتبخر كوسيلة لبناء ميزات على نطاق ميكرومتر في زجاج السيليكا المنصهر الذي يستخدم في كثير من الأحيان لصنع رقائق الميكروفلويديك.

وقالت الشركة إن تقنية المحاصرة السابقة لم تتمكن من دعم الهندسة المعمارية الكمومية الجديدة لشركة IonQ، والتي تستند إلى سلاسل كوبيت متعددة قائمة على الأيونات. في نهاية المطاف ، يقول المديرون التنفيذيون IonQ ، فإن سلسلة أيونات الشريحة الزجاجية القابلة لإعادة التشكيل ستمكن أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على qubits من هذا العدد في ثلاثة أرقام.

وقال جيسون أميني، الذي يقود فريق الفخ الزجاجي المتبخر في أيونكيو، spectrum.com إن "الهدف من فخ أيون هو تحريك الأيونات بدقة، والاحتفاظ بها في البيئة، والابتعاد عن طريق العمليات الكمية".

وفقا لأميني، فإن الزجاج ثلاثي الأبعاد والهيكل المعدني الذي أنشأه فريق أميني كان أفضل من الشريحة السابقة. الحقول الكهربائية التي تنحرف عن الشحنة على رقائق السيليكون القائمة يمكن أن تعطل حالات الكم الدقيق من الأيونات، والحد من دقة الحسابات الكمومية.

"ولكن تصميم الزجاج المتبخر قادر على إخفاء أي مواد يمكنها تحمل الحمل"، كما يقول. التأثير هو فخ أكثر استقرارا يحسب بشكل أفضل.

ميزة أخرى، كما يقول أميني، هي أنه يمكن إعداد الفخاخ "للتخلص" من عمليات الكم. في كمبيوتر فخ أيون ، يتم التلاعب بحالة الكم من الأيونات عن طريق إطلاقه بالليزر.

"كان علينا أن نجلب الكثير من ضوء الليزر إلى السطح"، قال أميني. رقاقة الزجاج "على شكل للسماح لليزر لدخول والتغلب على الجهاز".

وكان IonQ سابقا فخ أيون السيليكون بنيت في مختبر سانديا الوطني في نيو مكسيكو. لكن IonQ أراد المزيد من السيطرة على التكنولوجيا والقدرة على التكفير على التصاميم بسرعة أكبر، وقال الرئيس التنفيذي بيتر تشابمان.

مع فخ أيونات الزجاج المتبخر في متناول اليد ، واصلت IonQ مع عرض لنظام الحوسبة الكمومية الجديد ، الذي يسميه تشابمان أول "بنية كمية متعددة النقاط قابلة لإعادة التشكيل" ، أو RMQA. ولكن لا تبحث عن الكثير من التوازي بين صفائف البوابة القابلة للبرمجة الميدانية و وحدات المعالجة المعالجة متعددة النوى.

في هذه المظاهرة ، يعمل IonQ على هذا النحو: الفخ يحمل أربع سلاسل منفصلة من 16 أيونات في خط. يمكن نقل كل سلسلة إلى موضعها ليتم التلاعب بها بواسطة الليزر ، وتغيير حالتها الكمية أو تشابك مجموعات الأيونات بحيث يتم ربط حالات الكم الخاصة بها.

"كل سلسلة، في حد ذاته، هو كمبيوتر الكم"، وقال تشابمان. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن ربط السلسلتين معا لتشكيل نواة تسمح بتشابك qubits في جميع أنحاء السلسلة (جزء إعادة التشكيل) حتى يمكن توصيل جميع qubits في النهاية لإجراء عمليات كمية كبيرة ومعقدة.

انها ليست مثالية ، بطبيعة الحال. ويوضح تشابمان أنه من بين الأيونات ال 16، تنتج التكنولوجيا 12 كوبيت. الأربعة الأخرى هي أيونات "المبرد" التي تصحح العيوب أثناء النقل الأيوني.

وبالتالي فإن أحدث مظاهرة من IonQ تسفر عن 48 كوبيت. ولكن من السهل توسيعه عن طريق توسيع الفخ. ولأن هذا هو الحوسبة الكمومية ، والتوسع قليلا يقطع شوطا طويلا ، مضيفا قدرة أكبر بكثير مع كل كوبيت المضافة.

"الهندسة المعمارية يسمح لك لتوسيع بسهولة إلى مئات qubits على رقاقة واحدة"، وقال تشابمان.

سوف تأتي القفزة الكبيرة التالية من الوصلات الضوئية التي تطورها IonQ لربط qubits على رقاقة بأخرى. "بمجرد القيام المرفق، المسافة لا يهم بعد الآن"، يقول تشابمان. "سواء كان ذلك سلاسل متعددة على رقاقة أو رقاقة لرقاقة، كل شيء يعمل كما لو كان جهاز كمبيوتر الكم واحد كبير".