مع تطور الجيل الجديد من أجهزة الكمبيوتر الكمومية، ظهرت مشكلة كبيرة ومدهشة في الاتصال بين أجهزة الكمبيوتر الكمومية والكلاسيكية.
تحتاج أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى أدوات قراءة إلكترونية تترجم تعليمات المشغل البشري إلى تعليمات يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية فهمها، بالنظر إلى أن الأنظمة الحالية باهظة الثمن وضخمة.
في هذا السياق، طور مهندسون من وزارة الطاقة الأمريكية نظامًا جديدًا للتحكم في أجهزة القراءة الإلكترونية، يُطلق عليه نظام التحكم الآلي الكمومي، والذي كان له دور في تحسين أداء أجهزة الكمبيوتر الكمومية مع تقليل تكلفة وحدات التحكم.
قال هارييت كونج، نائب مدير البرامج العلمية في وزارة الطاقة الأمريكية مكتب العلوم. بحسب موقع “ساينس ديلي”.
تم تطوير أدوات التحكم الآلي الكمومية من قبل فريق من مهندسي مختبر الطاقة Fermilab بقيادة كبير المهندسين Gustavo Cancello، بالتعاون مع الجامعة الأمريكية في شيكاغو، والتي تهدف إلى إنشاء واختبار وحدة تحكم لتجارب الحوسبة الكمية، كما ساهمت في تحديد المواصفات والتحقق من الأجهزة المادية. في جامعة شيكاغو ديفيد شوستر.
المهندسين الذين يصممون هذه الحواسيب يعالجون التحدي المتمثل في بناء الجسر بين عالمين يبدو أنهما غير متوافقين ؛ تمثلها أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية وأجهزة الكمبيوتر الكمومية، حيث تعتمد الأخيرة على القواعد الاحتمالية غير البديهية “لميكانيكا الكم”، والتي تمكنها من إجراء العمليات الحسابية التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر العادية القيام بها.
لأننا نعيش في العالم المرئي حيث تسود الفيزياء الكلاسيكية، تعمل إلكترونيات التحكم والقراءة كمترجم يربط بين هذين العالمين. تنقل أجهزة التحكم الأوامر إلى كمبيوتر كمي، بينما تنقل أجهزة القراءة المعلومات من كمبيوتر كمي إلى العالم الكلاسيكي.
اعتمدت الأجهزة السابقة على دوائر فائقة التوصيل من خلال “كيوبتات” والتي تتميز أجهزتها بكونها باهظة الثمن وكبيرة وبطيئة، بينما يحتاج نقل المعلومات إلى سرعة.
تمكن فريق البحث من تحقيق ذلك من خلال إنشاء لوحة إلكترونية مضغوطة تشبه الكمبيوتر المحمول ومتوافقة مع عمل الكيوبت الآن وفي المستقبل.
اعتمد الباحثون في تصميمهم على نبضات الميكروويف وإشارات الراديو ذات الترددات المشابهة لإشارات الهاتف المرسلة.
استغرق تصميم الجهاز قرابة 6 أشهر، وعمل المصممون بعناية حتى لا يلتقط الجهاز الإشارات الخارجية، وهو الآن جاهز للتصنيع والتجميع.
نشر الباحثون دراستهم في EIP Review of Scientific Instruments، وساهم كل من المركز الأمريكي لعلوم الكم ومركز أنظمة ومواد الكم في تصميم الجهاز، والذي يتوفر الآن بتكلفة منخفضة في الجامعات للأغراض التعليمية.