دفع فريق من الفيزيائيين في جامعة آلتو حدود الحوسبة الكمومية بتحقيق زمن تماسك قياسي للكيوبت من نوع الترانسمون بلغ مستوى الميلي ثانية، 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 ميلي ثانية، بمتوسط 0.5 ميلي ثانية. وهذا يتجاوز بشكل كبير الأرقام القياسية العلمية السابقة التي لم تتجاوز 0.6 ميلي ثانية.
وقال ميكو توكولا، طالب الدكتوراه الذي أجرى وحلل القياسات: "لقد قمنا للتو بقياس زمن تماسك صدى لكيوبت الترانسمون بلغ في حده الأقصى ميلي ثانية واحدة، وبمتوسط نصف ميلي ثانية". وقد نُشرت نتائج الفريق في مجلة Nature Communications المرموقة في 8 يوليو.
يُعد زمن تماسك الكيوبت عاملًا حاسمًا في الحوسبة الكمومية، إذ يحدد المدة التي يمكن أن يحتفظ فيها الكيوبت بحالته الكمومية قبل أن تتسبب الضوضاء البيئية في حدوث أخطاء. وكلما طال زمن التماسك، أمكن للحواسيب الكمومية تنفيذ عمليات أكثر تعقيدًا 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 مختبرات جامعة آلتو النظيفة، باستخدام أغشية فائقة التوصيل وفرتها 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 حقيقية مع تزايد تماسك الكيوبتات ودقتها". وأضاف: "يبدو أن التطبيقات الأولى ستتمثل في حل مسائل رياضية صعبة ولكن قصيرة، مثل مشاكل التحسين الثنائي من الرتبة العليا". ويتوقع ظهور تطبيقات صناعية وتجارية خلال السنوات الخمس المقبلة، بدءًا بخوارزميات NISQ (الكمومية متوسطة الحجم ذات الضوضاء) ثم في أجهزة مصححة للأخطاء بشكل جزئي.
ويأتي هذا الإنجاز ضمن مبادرات فنلندا الأوسع في مجال تقنيات الكم، بما في ذلك برنامج الكم الفنلندي الرائد ومركز التميز التابع لأكاديمية فنلندا في تقنيات الكم. ولتسريع الإنجازات المستقبلية، فتحت مجموعة QCD باب التقديم لوظيفة عضو هيئة تدريس كبير واثنين من الباحثين ما بعد الدكتوراه.