الحوسبة الكمية

على الرغم من أنه تم تأسيس ميكانيكا الكم لوصف الذرات قبل أكثر من قرن، لكن ليس من الضروري أن تكون الأجسام صغيرة كي تُظهر تصرفات ميكانيكا الكم، ولعل الموصلات الفائقة هي أشهر مثال على ذلك. تُستخدم الأجهزة الفائقة التوصيل كوحدات كيوبت لتخزين ومعالجة المعلومات الكمية، وتتكون من ملايين الذرات، ومعظم دوائرها كبيرة لدرجة أنه يمكن رؤيتها بالعين المجردة. وبالتالي فإن هذه الأجهزة سهلة الصنع نسبياً ويمكننا استخدام موجات الراديو السنتيمترية، وهي موجات ميكروية تشبه بشكل كبير تلك المستخدمة في الطبخ والهواتف المحمولة، لبرمجة تلك الأجهزة وتوجيه تطورها.

quantum Computation

سنقوم بتصميم دوائرنا الكمية في الموقع باستخدام معمل سبك كمي، وذلك من خلال ترسيب طبقات رقيقة من الألمنيوم على ركيزة عازلة من السيليكون أو الياقوت. يتميز الألمنيوم بكونه فائق التوصيل عند درجات الحرارة المنخفضة جداً، ويمكن الحصول على نظير غير خطي لمذبذب محث ومكثف إلكتروني تقليدي عبر إدخال تقاطع جوزيفسن ضمن الدائرة. تتصرف هذه الدائرة بشكل مشابه لذرة اصطناعية، ويمكن استخدام مستويات طاقتها (الدوال الموجية) لترميز المعلومات الكمية. يمكن استخدام أي مستويين من الطاقة ليعملا ككيوبت، حيث أن الطاقة الكامنة غير متناسقة (مثل الجهد الكهربائي في الذرة) يمكن التعامل مع هذه المستويات بشكل منفرد باستخدام الموجات الميكروية ("التخاطب مع الكيوبت بالراديو"). حتى عند درجة الحرارة المنخفضة جداً داخل ثلاجات التمديد (10 ملي كلفن) تحافظ هذه الدوائر على وضعها في حالة فائقة التوصيل متماسكة لبضعة لأجزاء من مليون من الثانية، قبل أن تتسبب تفاعلات لا مفر منها مع البيئة بإتلاف حالة التماسك. إلا أن ذلك الزمن يكفي لتنفيذ المئات من العمليات الكمية الخاضعة للرقابة، لأن التلاعب بالحالة الكمية للمذبذب لا يستغرق سوى بضعة عشرات الأجزاء من ألف مليون من الثانية.

 

مجموعة الحوسبة الكمية
Dr Andrew Lütken
البروفيسور الدكتور أندرو لوتكن مدير تنفيذي
الحوسبة الكمية

ص. ب: 9639، مدينة مصدر، أبوظبي، الإمارات العربية المتحدة

Andrew.Lutken@tii.ae
Javier
خافيير سيرانو أستاذ دكتور باحث ما بعد الدكتوراه
Dr Boulos Alfakes
الدكتور بولس الفقس باحث أول
شواغر الدكتوراه وما بعد الدكتوراه

تبحث مجموعة الحوسبة الكمية عن مهندسي كم مؤهلين للمساعدة في تصميم ومحاكاة وقياس المكونات فائقة التوصيل الجديدة للمعالجة الكمية أو البنية التحتية التجريبية للدعم على أن يكون لديهم الخبرة في العمل المخبري القائم على التجربة، بما في ذلك إعداد ومعالجة وتركيب أنظمة التبريد العميق وتصميم وبناء الدوائر الإلكترونية. كما ونرحب بمن لديهم الخبرة في معالجة الدوائر فائقة التوصيل. للمزيد من المعلومات يرجى التواصل مع Andrew.Lutken@tii.ae.