גילוי חדש של 2 מדענים ישראלים מקדם את פיתוח מחשבי העתיד
מאת: חיים חביב, 10.9.14, 15:21

חוקרים באקדמיה, בישראל ובבריטניה, פיתחו התקן המאפשר שמירה ועיבוד מידע קוונטי באופן יעיל יותר מהאפשרי בהתקנים קיימים.

חוקרים מהמחלקה לפיסיקה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב ואוניברסיטת סארי באנגליה תכננו התקן חדש המאפשר שמירה ועיבוד מידע קוונטי באופן יעיל בהרבה מהמוכר כיום בהתקנים קיימים. ההתקן משלב חלקיקי מיורנה (חלקיקים חסרי מטען, אנטי-חלקיקים של עצמם), שהתגלו לאחרונה, ותכונותיהם הייחודיות מעוררות עניין רב בקרב פיסיקאים. התקן מסוג זה יוכל לקדם באופן ניכר מחשוב קוונטי עתידי. מסקנות החוקרים פורסמו היום בכתב העת היוקרתי Nature Communications.

מחשוב קוונטי מתבסס על חוקי המכניקה הקוונטית לביצוע חישובים מורכבים באופן מקבילי, בעוצמת חישוב גדולה בהרבה מהזמינה כיום במחשבים קיימים. פיתוח מחשבים קוונטיים נמצא עדיין בחיתוליו והחוקרים עדיין נאבקים למצוא דרך יעילה להגדלת כוח החישוב של מערכות אלה הנמדד בקיוביטים, יחידות המידע הקוונטי הבסיסיות.

שיטות קודמות, שהוצעו למציאת חלקיקי מיורנה, הן מאוד מבטיחות אך טרם נמצאה דרך חד משמעית לגלות את קיומם בניסוי. כאמור, הבנת מהות חלקיקים אלה וניצולם בצורה נכונה עשוי להשפיע על המחקר הקיים בצורה משמעותית. ד"ר ערן גינוסר מאוניברסיטת סארי באנגליה וד"ר איתן גרוספלד מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב, גילו דרך להשתמש בתכונות חלקיקי מיורנה. כך, שמתאפשרת שליטה מלאה על עוצמת הצימוד של הקיוביט לאור. שליטה זו מאפשרת לא רק עיבוד יעיל יותר של מידע קוונטי אלא גם חושפת התנהגות ייחודית של חלקיקי המיורנה בנוכחות אור.

על מנת לוודא קיומם של חלקיקי מיורנה מציעים החוקרים להשתמש בפוטונים (חלקיקי האור) ומעגלים מוליכי-על על מנת למדוד ננו-חוטים מוליכים למחצה, שבהם חלקיקי מיורנה אמורים להתקיים תחת תנאים מבוקרים מסוימים. אם החלקיקים קיימים, הם יתגלו ע"י תבנית מסוימת במדידה ספקטרוסקופית (מדידת תדרי אור) של ההתקן.

המסקנה המרכזית של החוקרים היא ששילוב חלקיקי מיורנה בתוך נאנו-מעגלים קוונטיים עשויה להוביל ליצירת דור חדש של קיוביטים משופרים עבור המחשבים הקוונטיים של העתיד.

ד"ר איתן גרוספלד: "המחשב הקוונטי החזק ביותר הקיים כעת הוא בעל כוח חישוב של 8 קיוביטים. כאשר חלקיקי מיורנה יתגלו, החוקרים מאמינים, שאפשר יהיה להשתמש בהם לייצור קיוביטים טופולוגיים ובכך לפרוץ את המגבלות הקיימות על בניית מחשב קוונטי עם קיוביטים רבים. מחשב קוונטי מסוגל לשבור את כל מנגנוני ההצפנה הקיימים, לפתור בעיות מתמטיות סבוכות ולאפשר סימולציה של חומרים מתקדמים. בניית מחשב קוונטי היא אחת המטרות המרכזיות של המחקר העכשווי בפיזיקה של תורת הקוונטים".

שיתוף הפעולה האקדמי בין החוקרים זכה למענק יוקרתי של החברה המלכותית הבריטית.