نجح فريق من الفيزيائيين في جامعة آلتو في دفع حدود الحوسبة الكمومية بتحقيق زمن تماسك قياسي للكيوبت من نوع ترانسمون بلغ مللي ثانية واحدة، ما يمثل قفزة نوعية في هذا المجال.
قاد الفريق البحثي الأستاذ ميكو موتونن، حيث تمكنت مجموعة أبحاث الحوسبة والأجهزة الكمومية (QCD) من قياس زمن تماسك صدى أقصى بلغ 1.06 مللي ثانية، مع متوسط بلغ 0.5 مللي ثانية. هذا الإنجاز يتجاوز بشكل كبير الأرقام القياسية العلمية السابقة التي لم تتعدَ 0.6 مللي ثانية.
وقال ميكو توكولا، طالب الدكتوراه الذي أجرى وحلل القياسات: "لقد قمنا للتو بقياس زمن تماسك صدى للكيوبت من نوع ترانسمون بلغ في أقصاه مللي ثانية واحدة، مع متوسط نصف مللي ثانية". وقد تم نشر نتائج الفريق في مجلة Nature Communications المرموقة في 8 يوليو.
يعد زمن تماسك الكيوبت عاملاً محورياً في الحوسبة الكمومية، إذ يحدد المدة التي يمكن فيها للكيوبت الحفاظ على حالته الكمومية قبل أن تتسبب الضوضاء البيئية في حدوث أخطاء. فكلما طال زمن التماسك، تمكنت الحواسيب الكمومية من تنفيذ عمليات أكثر تعقيداً دون أخطاء، كما يقل العبء المطلوب لتصحيح الأخطاء الكمومية، مما يقرب الباحثين من تحقيق الحوسبة الكمومية الخالية من الأخطاء.
وقد تحقق هذا الإنجاز بفضل تصنيع كيوبتات ترانسمون عالية الجودة في مرافق الغرف النظيفة بجامعة آلتو، باستخدام أفلام فائقة التوصيل تم توفيرها من مركز البحوث التقنية في فنلندا (VTT). وقد وثق الباحثون منهجيتهم بشكل مفصل لجعلها قابلة للتكرار من قبل مجموعات البحث حول العالم.
وأوضح الأستاذ موتونن: "الحواسيب الكمومية على وشك أن تصبح ذات فائدة فعلية مع زيادة تماسك الكيوبت ودقته. ويبدو أن التطبيقات الأولى ستتمثل في حل مسائل رياضية صعبة ولكن قصيرة، مثل مشاكل التحسين الثنائي من الدرجة العليا". ويتوقع أن تظهر تطبيقات صناعية وتجارية خلال السنوات الخمس المقبلة، بدءاً بخوارزميات NISQ (الكمومية متوسطة النطاق ذات الضوضاء) ثم في الأجهزة التي تتمتع بتصحيح أخطاء محدود.
ويأتي هذا الإنجاز ضمن مبادرات فنلندا الأوسع في تقنيات الكم، بما في ذلك برنامج الكم الفنلندي الرائد ومركز التميز التابع لأكاديمية فنلندا في تقنية الكم. ولتسريع الإنجازات المستقبلية، أعلنت مجموعة QCD عن فتح باب التقديم لوظيفة عضو هيئة تدريس كبير واثنين من الباحثين بعد الدكتوراه.