معلومات

يظهر الفيزيائيون على "الزمن العكسي" في الكمبيوتر الكمومي

يظهر الفيزيائيون على


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يبدو أن العلماء قاموا "بعكس الزمن" في حاسوب كمومي مكون من بتتين وثلاث بتات بعد حساب احتمال حدوث هذه الظاهرة بشكل طبيعي في إلكترون محلي.

عكس الانتروبيا في نظام ثنائي الكوبيت

اجتمع العلماء في روسيا وسويسرا والولايات المتحدة معًا لعكس الانتروبيا الخاصة بجهاز كمبيوتر كمي ثنائي البتات بدقة 85 ٪ ودقة حوالي 50 ٪ في نظام ثلاثي كيوبت ، على الرغم من أنهم لاحظوا أن عدم الدقة المتبقي يرجع إلى العيوب في الكمبيوتر الكمومي نفسه ، وليس الخوارزمية الخاصة بهم.

راجع أيضًا: IBM تكشف عن مكاسب الأداء الرئيسية لنظام IBM Q SYSTEM ONE

الانتروبيا ، التي تُعرَّف على أنها مقياس الاضطراب في نظام ما ، تزداد بشكل طبيعي بمرور الوقت ، حيث تنتقل الطبيعة من النظام إلى الفوضى. في حالة الكمبيوتر الكمومي ، قام الباحثون ببناء النظام الذي يبدأ في حالة تكون فيها الكيوبتات في البداية 0 ثانية ، ولكن بمرور الوقت تتدهور إلى عشوائية 1 و 0.

هذا يتماشى مع القانون الثاني للديناميكا الحرارية (SLT) ، الذي ينص على أنه في نظام معزول ، لا تتناقص الإنتروبيا أبدًا. ما قام به الباحثون على ما يبدو هو إرجاع هذا الانتروبيا للعودة إلى الحالة الأصلية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية عند الطلب ، مما يوفر إمكانيات جديدة لتصحيح الأخطاء في أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، والتي يمكن أن تعزز انتشارها بشكل كبير.

ترجيع الوقت العفوي في الإلكترونات المترجمة

بدأ الباحثون من معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا (MIPT) ، Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich) ، ومختبر Argonne National Laboratory ، الولايات المتحدة (ANL) - الذين نشروا نتائجهم اليوم في مجلة Scientific Reports - بحساب الاحتمال من الإلكترون المحلي سيعود إلى حالته السابقة من لحظة إلى أخرى.

"لنفترض أن الإلكترون تم تحديد موقعه عندما نبدأ في رصده. وهذا يعني أننا متأكدون تمامًا من موقعه في الفضاء. تمنعنا قوانين ميكانيكا الكم من معرفته بدقة مطلقة ، ولكن يمكننا تحديد منطقة صغيرة حيث يقول المؤلف المشارك في الدراسة أندريه ليبيديف من MIPT و ETH Zürich.

يتم تحديد تطور حالة الإلكترون من لحظة إلى أخرى بواسطة معادلة شرودنجر. لا تميز هذه المعادلة بين النقاط الزمنية ، ولكن وفقًا لـ SLT ، تنمو المنطقة التي يمكن أن يظهر بها الإلكترون بسرعة.

"ومع ذلك ، فإن معادلة شرودنغر قابلة للعكس" ، يضيف فاليري فينوكور ، من ANL ومؤلف مشارك في البحث. "رياضيًا ، هذا يعني أنه في ظل تحول معين ، يسمى الاقتران المعقد ، ستصف المعادلة إلكترونًا" ملطخًا "يتمركز مرة أخرى في منطقة صغيرة من الفضاء خلال نفس الفترة الزمنية."

على الرغم من عدم ملاحظة مثل هذا الانعكاس بشكل طبيعي ، اعتقد العلماء أنه كان ممكنًا من الناحية النظرية.

قارن الباحثون ذلك بضرب كرة بلياردو أخرى. إذا قمت بتسجيل الحدث بشكل طبيعي ، فستحكم المعادلة سلوك المواضع والسرعات المختلفة لكرات البلياردو - بمعنى آخر ، حالاتها في أي لحظة.

ومع ذلك ، إذا قمت بعكس التسجيل ، فإن نفس المعادلة ستحكم انتقال الحالة أيضًا. بشكل أساسي ، 2X يساوي Y ، لكن Y تساوي أيضًا 2X ، اعتمادًا على الطريقة التي تريد بها قراءة المعادلة. كلاهما صحيح ولا توجد طريقة لمعرفة الشكل الذي كان المعادلة "الأصلية".

في حالة الإلكترون ، كان من الممكن نظريًا تشغيل معادلة شرودنجر بالعكس ، بحيث إذا كانت المعادلة التي تحكم انتقال حالة الإلكترون هي Y = 2X ، يمكنك الوصول إلى Y بدءًا من 2X باستخدام نفس المعادلة ، 2X = Y.

من أجل تحديد عدد المرات التي تحدث فيها هذه الظاهرة بشكل طبيعي ، قام الفريق بحساب احتمال "تلطيخ" الإلكترون على مدى جزء من الثانية وتوطينه تلقائيًا في حالة سابقة ، وهي طريقة أكثر دقة للقول بالعودة إلى الوراء في الوقت المناسب.

لقد حسبوا أنك إذا نظرت إلى 10 مليارات إلكترون موضعي حديثًا على مدار عمر الكون بالكامل - 13.7 مليار سنة - كل ثانية ، فستلاحظ هذه الظاهرة مرة واحدة فقط ، وحتى ذلك الحين ، سيكون إلكترونًا واحدًا يتحرك واحدًا من عشرة مليارات من ثانية في الوقت المناسب.

وقت الترجيع عند الطلب

إذا كان احتمال تطور إلكترون واحد إلى حالة سابقة أمرًا مستحيلًا ، فكيف أعاد هؤلاء العلماء إنشاء التأثير في الحالات الكمومية للكيوبتات بمعدل نجاح يبلغ 85٪ في نظام مكون من 2 كيوبت وأقل قليلاً من 50٪ لـ نظام ثلاثة كيوبت؟

عند استخدام تشبيه كرة البلياردو ، بدلاً من كرتين من كرات البلياردو ، يكون هذا أقرب إلى استخدام رف من كرات البلياردو ، وتكسيرها بالكرة الرئيسية ، وإعادة تجميعها في شكل هرم.

بشكل أساسي ، صمم الباحثون خوارزمية وصفوها بأنها تعطي طاولة البلياردو "ركلة" تعكس تغيرات الحالة في الكيوبتات ، وتعيدها للوراء إلى حالتها السابقة. سيكون هذا مثل ضرب طاولة البلياردو في المكان المحدد فقط بالقوة الدقيقة لإرسال كل الكرات مباشرة إلى الاتجاه المعاكس ، وفي النهاية تتحول إلى هرم.

وأوضح ليبيديف أنه "يمكن تحديث الخوارزمية الخاصة بنا واستخدامها لاختبار البرامج المكتوبة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية والقضاء على الضوضاء والأخطاء".


شاهد الفيديو: Quantum Computing for Computer Scientists (قد 2022).


تعليقات:

  1. Daikus

    الفكر الرائع

  2. Grora

    نقطة مثيرة للاهتمام

  3. Geedar

    فكرتك رائعة فقط

  4. Melanippus

    أنا آسف ، لكنني أعتقد أنك مخطئ. أنا متأكد. يمكنني الدفاع عن موقفي.

  5. Meztit

    أعني أنك لست على حق. يمكنني الدفاع عن موقفي. اكتب لي في رئيس الوزراء ، سنناقش.



اكتب رسالة