Atomları manipüle etmenin ilginç bir yolu, kuantum dolaşıklığı altında bir kuantum bilgisayar ne kadar güçlü olacak?
Belirli kuantum fiziği fenomenlerini kullanan makineler, geleneksel süper bilgisayarların çok ötesinde bir hesaplama gücüne sahiptir ve dünyanın karmaşık problemleri çözme şeklini değiştirmeleri beklenmektedir. Bilim insanlarının daha verimli güneş pilleri ve daha etkili ilaçlar geliştirmelerine yardımcı olacak ve hatta yapay zeka üzerinde bir etkisi olacak. Bunun nedeni, günümüz bilgisayarlarının aksine, kuantum bilgisayarların kübit veya kübit kullanması ve bugünün bilgisayarlarının 0 veya 1 olmak üzere iki durumdan birinde bulunan ikili bitlerle çalışmasıdır.
Aynı anda birden fazla değeri depolayabilen atomların veya temel parçacıkların (spin gibi) durumunu temsil ederler Bu fenomene süperpozisyon denir. Böyle bir sistem kuantum dolaşıklığı kavramını içerir - Albert Einstein bir zamanlar uzak hayalet davranışı olarak adlandırdı.
Ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar birbirlerinden bağımsız olarak tanımlanamazlar. Bu dolaşıklık özelliğinden dolayı, ayrı kübitler, kaydın geri kalanı hakkında bilgi sahibi olabilmeleri için birbirine bağlanabilir. Bu, kuantum bilgisayarların, kaydedilen zamanda algoritmaları sıralı olarak çalıştırmak yerine aynı anda veri işlemesine izin verir.
Ancak, dolaşıklık yaratmak ve kübitleri yönetmek gerçek bir zorluktur. Avrupa Birliği tarafından finanse edilen ve bilim adamlarının çok gövdeli kuantum sistemleri anlayışını geliştirmede büyük ilerleme kaydeden RYSQ projesine katılın. Proje ortağı Aarhus Üniversitesi (Aarhus Üniversitesi) bilim adamları, oyun geliştiriciler, tasarımcılar ve görsel sanatçılardan oluşan ekip, karmaşık sistemlerde dinamikleri öğretmek için ilginç bir yöntem geliştirdi. Ekip, Rydbergator adlı kuantum simülatörünün kuantum hesaplama alanına fayda sağlayabileceğine inanıyor. Bu kuantum simülatörü, uzun mesafeden etkileşen atomlara odaklanır. Ekibin web sitesinden şunları görebilirsiniz:
Oyun, Danimarkalı fizikçi Niels Bohr (Niels Bohr) atom modelini kullanıyor, yani atomun içindeki elektronlar farklı durumlar arasında atlıyor. Bunlara temel durum ve uyarılmış durum denir ve temel durum normalde elektronların işgal ettiği enerji düzeyini ifade eder. Eğer ona fazladan enerji verirseniz, örneğin, bir fotonu veya bir ışık paketini emerse veya yakındaki atomlar veya parçacıklarla çarpışırsa, elektronlar heyecanlanacaktır. Bu model, İsveçli bilim adamı Johannes Rydberg tarafından yapılan spektroskopik çalışmayı açıklıyor ve özellikle elektronların, tıpkı güneş sisteminin dış gezegenleri gibi, çekirdek etrafında uzun bir mesafede dönebileceğini ortaya koyuyor.
Bu yörünge Rydberg durumu olarak adlandırılır ve atomik elektronlar iyon çekirdeğinden uzaktaki yörüngelere yerleştirilir. Bu gerçekleştiğinde, uzaktaki diğer atomlardaki elektronlar bile hareketten etkilenecek ve bu da temel durumun karmaşık modellerine ve bir bütün olarak büyük atomdaki uyarılmış durum atomlarına yol açacaktır. Üç yıllık Rydberg Quantum Simulator (RYSQ) projesi, çeşitli kuantum simülasyonlarını çözmek için Rydberg atomlarının çok yönlülüğünden tam olarak yararlanacak.
