يمكن أن تكون البتة الكمومية القائمة على أنبوب نانوي كربوني مهتز وزوج من النقاط الكمومية مقاومة للضوضاء بشكل غير عادي. على الرغم من أن الكيوبت الميكانيكي النانوي الجديد في مرحلة الاقتراح حاليًا ، إلا أن الحسابات فابيو بيستوليسي ل المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (CNRS) في جامعة بوردو يشير وزملاؤه في الولايات المتحدة وإسبانيا إلى أن ما يسمى بـ "وقت فك الترابط" - وهو مقياس لمدى بقاء المعلومات الكمومية الهشة في بيئة صاخبة - سيكون طويلًا بشكل ملحوظ ، مما يجعلها منصة جذابة للحوسبة الكمومية.
يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية ، من حيث المبدأ ، حل بعض المشكلات بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية لأنها تستغل قدرة النظام الكمي على أن يكون في حالة تراكب من حالتين أو أكثر (على عكس البتات التقليدية التي تحتوي على حالات 0 و 1 فقط). من بين المرشحين الواعدين لمثل هذه البتات الكمية ، أو الكيوبتات ، الدوائر فائقة التوصيل ، والأيونات المحاصرة ، والعيوب في المواد الصلبة و "الذرات الاصطناعية" المعروفة بالنقاط الكمومية.
منصة كيوبت جديدة
في الكيوبت الميكانيكي النانوي المقترح ، يعمل الأنبوب النانوي الكربوني المعلق كرنان ، وتقترن اهتزازاته بنقطة كمومية مزدوجة تتشكل داخل الأنبوب النانوي نفسه. تحتوي هذه النقطة الكمومية المزدوجة على حالات إلكترونية منفصلة ، ويسمح الاقتران بينهما بأن يصبح الرنان غير متناسق بقوة - أي أن تردد التذبذبات يعتمد بشدة على اتساعها. في مثل هذا المذبذب ، يمكن بسهولة اكتشاف حتى أصغر تغيير في سعة الرنان. يوضح بيستولسي أن هذه السعة يمكن استخدامها لتخزين المعلومات الكمومية.
"بشكل أساسي ، يتوافق الحد الأدنى من السعة المتذبذبة الممكنة (الحالة الأرضية الكمية) مع 0 للكيوبت ، في حين أن السعة الأصغر التالية (الحالة المثارة الأولى) تقابل 1" ، كما يقول. يمكن قراءة هاتين الحالتين بسهولة بواسطة إشارة ميكروويف. حقيقة أن تردد المذبذب يتغير عندما يتغير اتساعه يسمح لنا باكتشاف ومعالجة الكيوبت.
يقول بيستوليسي إن الكيوبتات في مثل هذه المنصة ستبقى متماسكة لفترة طويلة عالم الفيزياء لأن المعلومات مخزنة في سعة التذبذب الميكانيكي ويمكن للمذبذب إجراء ملايين التذبذبات قبل أن يبدأ في التخميد.
توليد التناغم
بينما عرف الباحثون أن الكيوبتات القائمة على مثل هذا المذبذب الميكانيكي سيكون لها وقت تماسك طويل ، لم يكونوا متأكدين من كيفية إدخال ما يكفي من التنافر بينها لجعلها قابلة للتحكم. كان Pistolesi وزملائه وجدت سابقا عدم توافق قوي في نظام مشابه (أنبوب نانوي كربوني مقترن بترانزستور إلكتروني واحد). لقد أجروا دراستهم الحالية لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم أيضًا توليد مثل هذا التنافر في أنبوب نانوي متذبذب مقترن بنقطة كمومية مزدوجة.
بالإضافة إلى كونها منصة كيوبت واعدة ، يمكن أيضًا استخدام المذبذبات كمستشعرات كم عالية الدقة بفضل حساسيتها للقوى الكلاسيكية. يمكن استخدام هذه الأجهزة لاكتشاف التغيرات الطفيفة في التسارع والجاذبية والعزم المغناطيسية والمجالات الكهربائية.
الباحثون الذين أبلغوا عن عملهم في مراجعة البدنية X، نخطط الآن لتصنيع الكيوبت الذي اقترحوه واختبار أدائه بشكل تجريبي.
وظيفة يمكن للكيوبت الميكانيكي النانوي أن يكون مستقرًا بدرجة عالية ظهرت للمرة الأولى على عالم الفيزياء.
