శాస్త్రవేత్తలు ప్రపంచంలోని మొట్టమొదటి మెకానికల్ క్విట్‌ను సృష్టించారు: విద్యుత్ ప్రవాహాలు లేదా కాంతికి బదులుగా వైబ్రేషన్‌లను ఉపయోగించి క్వాంటం సమాచారాన్ని నిల్వ చేసే ఒక చిన్న, కదిలే వ్యవస్థ.
క్యూబిట్స్ యొక్క ప్రాథమిక యూనిట్లు క్వాంటం సమాచారం. మీరు క్లాసికల్ కంప్యూటర్‌లో కనుగొనే బిట్‌ల మాదిరిగా కాకుండా, క్విట్‌లు 0, 1 లేదా రెండింటి యొక్క సూపర్‌పొజిషన్‌గా ఉండవచ్చు, దీని యొక్క విచిత్రమైన అంతర్గత పనితీరుకు ధన్యవాదాలు క్వాంటం మెకానిక్స్ మరియు చిక్కుముడి.
సాంప్రదాయకంగా, వీటిని తయారు చేస్తారు సూపర్ కండక్టింగ్ సర్క్యూట్లు, ఛార్జ్ పరమాణువులు (అయాన్లు), లేదా కాంతి కణాలు (ఫోటాన్లు) కొత్త మెకానికల్ క్విట్, అయితే, ఉపయోగిస్తుంది ఫోనాన్లు — ఒక రకమైన “క్వాసిపార్టికల్” — ఖచ్చితంగా ఇంజనీరింగ్ చేయబడిన నీలమణి క్రిస్టల్‌లోని కంపనాల ద్వారా ఉత్పన్నమవుతుంది.
క్వాసిపార్టికల్ అనేది కణాల సమూహం యొక్క ప్రవర్తన మరియు పరస్పర చర్యలను అవి ఒకే కణం వలె పనిచేస్తున్నట్లుగా వివరించడానికి ఉపయోగించే ఒక భావన. ఈ సందర్భంలో, ఫోనాన్లు క్వాసిపార్టికల్‌లను సూచిస్తాయి, ఇవి తప్పనిసరిగా కంపన శక్తి యొక్క వాహకాలుగా పనిచేస్తాయి.
గురుత్వాకర్షణ శక్తి వంటి శక్తులను గుర్తించగల అల్ట్రా-సెన్సిటివ్ సెన్సార్ టెక్నాలజీలకు, అలాగే క్వాంటం కంప్యూటర్‌లలో ఎక్కువ కాలం స్థిరత్వాన్ని కొనసాగించడానికి కొత్త పద్ధతులకు ఈ పురోగతి మార్గం సుగమం చేస్తుందని శాస్త్రవేత్తలు తెలిపారు. వారు తమ అధ్యయనాన్ని నవంబర్ 14న పత్రికలో ప్రచురించారు సైన్స్.
సంబంధిత: మనం ఎప్పుడైనా క్వాంటం ల్యాప్‌టాప్‌లను కలిగి ఉంటామా?
యాంత్రిక వ్యవస్థలు చారిత్రాత్మకంగా క్విట్‌లుగా ఉపయోగించడం చాలా సవాలుగా పరిగణించబడుతున్నాయి ఎందుకంటే, క్వాంటం మెకానిక్స్ సూత్రాలకు ధన్యవాదాలు, అవి పూర్తిగా నిశ్చలంగా లేవు. దీనర్థం, క్వాంటం స్థాయిలో పని చేయడానికి ఎల్లప్పుడూ అవశేష కదలికలు లెక్కించబడాలి మరియు నియంత్రించబడతాయి.
అదేవిధంగా, మెకానికల్ ఓసిలేటర్లు – ఫోనాన్‌ల రూపంలో శక్తిని నిల్వ చేసే మరియు బదిలీ చేసే పరికరాలు – సాధారణంగా సమాన అంతరాల శక్తి స్థాయిలలో హార్మోనిక్ వైబ్రేషన్‌లకు లోబడి ఉంటాయి. ఇది ఒక సమస్య, శాస్త్రవేత్తలు వివరించారు, ఎందుకంటే ఏకరీతి అంతరం క్విట్ యొక్క 0 మరియు 1ని సూచించడానికి అవసరమైన రెండు శక్తి స్థితులను వేరుచేయడం కష్టతరం చేస్తుంది.
“[The challenge] మీరు ఎనర్జీ లెవల్స్‌ను అసమానంగా ఉండేలా చేయగలరా, మీరు వాటిలో రెండింటిని ఇతరులను తాకకుండా పరిష్కరించగలరా” అని అధ్యయనం సహ రచయిత యివెన్ చుETH జ్యూరిచ్‌లోని భౌతిక శాస్త్రవేత్త చెప్పారు సైన్స్.
పరిశోధకులు “హైబ్రిడ్” వ్యవస్థను సృష్టించడం ద్వారా ఈ సమస్యను పరిష్కరించారు, 400 మైక్రోమీటర్లు (0.4 మిమీ) కొలిచే నీలమణి క్రిస్టల్ రెసొనేటర్‌ను సూపర్ కండక్టింగ్ క్విట్‌తో కలపడం మరియు రెండింటినీ కొద్దిగా ఆఫ్‌సెట్ పౌనఃపున్యాల వద్ద సంకర్షణ చెందేలా ట్యూన్ చేయడం. రెసొనేటర్ మరియు క్విట్ పరస్పర చర్య చేసినప్పుడు, అది వాటి క్వాంటం స్థితులను మిళితం చేస్తుంది, ఫలితంగా రెసొనేటర్‌లో అసమాన అంతరం శక్తి స్థాయిలు ఏర్పడతాయి – ఈ దృగ్విషయాన్ని “అన్‌హార్మోనిసిటీ” అని పిలుస్తారు.
ఇది రెండు విభిన్న శక్తి స్థితులను వేరుచేయడానికి పరిశోధకులను ఎనేబుల్ చేసింది, ప్రభావవంతంగా ప్రతిధ్వనిని మెకానికల్ క్విట్‌గా మార్చింది.
మెకానికల్ క్విట్ క్వాంటం సమాచారాన్ని పట్టి ఉంచగలదు మరియు తారుమారు చేయగలిగినప్పటికీ, సిస్టమ్ యొక్క విశ్వసనీయత – ఇది క్వాంటం కార్యకలాపాలను ఎంత ఖచ్చితంగా నిర్వహిస్తుందో కొలమానం – కేవలం 60%గా నమోదు చేయబడింది. పోల్చి చూస్తే, స్టేట్ ఆఫ్ ది ఆర్ట్ సూపర్ కండక్టింగ్ క్విట్‌లు తరచుగా ఉంటాయి 99% పైన విశ్వసనీయత సాధించండి.
అయినప్పటికీ, మెకానికల్ క్విట్‌లు ప్రత్యేకమైన ప్రయోజనాలను అందించవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు తెలిపారు. ఉదాహరణకు, వారు ఇతర క్వాంటం సిస్టమ్‌లు చేయలేని మార్గాల్లో గురుత్వాకర్షణ వంటి శక్తులతో సంకర్షణ చెందుతారు, అత్యంత సున్నితమైన క్వాంటం సెన్సార్‌ల అభివృద్ధికి అభ్యర్థులను వాగ్దానం చేస్తారు.
మెకానికల్ క్విట్‌లు క్వాంటం సమాచారాన్ని ఎక్కువ కాలం నిల్వ చేయగలవు, వారు చెప్పారు. పొందికను నిర్వహించడానికి ఇది చాలా కీలకం – ఒక సిస్టమ్ ఎంతకాలం స్థిరంగా ఉండగలదో మరియు జోక్యం లేకుండా క్వాంటం డేటాను ఉపయోగించి గణనలను నిర్వహించగలదో కొలమానం.
ప్రాథమిక గణనలను నిర్వహించడానికి పరిశోధకులు ఇప్పుడు బహుళ మెకానికల్ క్విట్‌లను ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించడానికి కృషి చేస్తున్నారు, ఇది సాంకేతికత కోసం ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల వైపు కీలక దశను సూచిస్తుందని వారు చెప్పారు.
