पिछले साल के अंत में, टेक दिग्गज आईबीएम ने घोषणा की कि यह क्वांटम कंप्यूटिंग में एक मील का पत्थर जैसा लग सकता है: पहली चिप, जिसे कोंडोर कहा जाता है, 1,000 से अधिक क्वांटम बिट्स या क्विबिट्स के साथ। यह देखते हुए कि कंपनी द्वारा ईगल का अनावरण करने के बमुश्किल दो साल बाद, 100 से अधिक क्यूबिट वाली पहली चिप, ऐसा लग रहा था मानो क्षेत्र आगे बढ़ रहा हो। क्वांटम कंप्यूटर बनाना जो आज के सबसे शक्तिशाली शास्त्रीय सुपर कंप्यूटर के दायरे से परे उपयोगी समस्याओं को हल कर सकता है, उन्हें और भी अधिक स्केल करने की आवश्यकता है - शायद कई दसियों या सैकड़ों हजारों क्यूबिट तक। लेकिन यह निश्चित रूप से केवल इंजीनियरिंग का मामला है, है ना?

आवश्यक रूप से नहीं। स्केलिंग की चुनौतियाँ इतनी बड़ी हैं कि कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि इसके लिए आईबीएम और गूगल जैसी कंपनियों द्वारा उपयोग किए जाने वाले माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स से बिल्कुल अलग हार्डवेयर की आवश्यकता होगी। कोंडोर और Google के सिकामोर चिप में क्वैबिट सुपरकंडक्टिंग सामग्री के लूप से बने होते हैं। ये सुपरकंडक्टिंग क्वबिट अब तक पूर्ण पैमाने पर क्वांटम कंप्यूटिंग की दौड़ में सबसे आगे रहे हैं। लेकिन अब पीछे से एक कछुआ आ रहा है: अलग-अलग परमाणुओं से बने क्यूबिट।

हाल की प्रगति ने इन "तटस्थ-परमाणु क्वबिट्स" को बाहरी लोगों से अग्रणी दावेदारों में बदल दिया है।

विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय, मैडिसन के भौतिक विज्ञानी मार्क सैफमैन ने कहा, "पिछले दो या तीन वर्षों में किसी भी पिछली अवधि की तुलना में अधिक तेजी से प्रगति देखी गई है, जिन्होंने तटस्थ-परमाणु क्वांटम कंप्यूटिंग का व्यावसायीकरण करने के लिए प्रतिस्पर्धा करने वाली कम से कम पांच कंपनियों की गिनती की है।"

सामान्य कंप्यूटर में बिट्स की तरह, क्यूबिट्स बाइनरी जानकारी को एनकोड करते हैं - 1s और 0s। लेकिन जबकि एक बिट हमेशा एक या दूसरे राज्य में होता है, एक क्वबिट में जानकारी को तथाकथित "सुपरपोजिशन" में अनिश्चित छोड़ा जा सकता है, जो दोनों संभावनाओं को महत्व देता है। गणना करने के लिए, क्वैब को क्वांटम उलझाव नामक घटना का उपयोग करके जोड़ा जाता है, जो उनकी संभावित स्थितियों को एक दूसरे पर निर्भर बनाता है। एक विशेष क्वांटम एल्गोरिदम क्वैबिट के विभिन्न सेटों के बीच उलझनों के अनुक्रम की मांग कर सकता है, और जब माप किया जाता है तो गणना के अंत में उत्तर पढ़ा जाता है, प्रत्येक सुपरपोजिशन को एक निश्चित 1 या 0 तक ढहा दिया जाता है।

इस तरह से जानकारी एन्कोडिंग के लिए तटस्थ परमाणुओं की क्वांटम अवस्थाओं का उपयोग करने का विचार था प्रस्तावित 2000 के दशक की शुरुआत में हार्वर्ड भौतिक विज्ञानी द्वारा मिखाइल ल्यूकिन और सहकर्मी, और भी के नेतृत्व वाले एक समूह द्वारा इवान ड्यूश न्यू मेक्सिको विश्वविद्यालय के. ल्यूकिन ने कहा, लंबे समय तक, व्यापक शोध समुदाय इस बात पर सहमत था कि तटस्थ-परमाणु क्वांटम कंप्यूटिंग सिद्धांत रूप में एक महान विचार था, लेकिन व्यवहार में "यह काम नहीं करता"।

सैफमैन ने कहा, "लेकिन 20 साल बाद, अन्य तरीकों से सौदा बंद नहीं हुआ है।" "और तटस्थ परमाणुओं को काम करने के लिए आवश्यक कौशल सेट और तकनीकें धीरे-धीरे उस बिंदु तक विकसित हो रही हैं जहां वे बहुत आशाजनक दिख रही हैं।"

हार्वर्ड में ल्यूकिन की प्रयोगशाला अग्रणी रही है। दिसंबर में, वह और उसके सहयोगी की रिपोर्ट उन्होंने सैकड़ों न्यूट्रल-एटम क्वैबिट के साथ प्रोग्रामयोग्य क्वांटम सर्किट बनाए और उनके साथ क्वांटम गणना और त्रुटि सुधार किया। और इस महीने, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में एक टीम की रिपोर्ट उन्होंने 6,100 परमाणु क्वैबिट की एक श्रृंखला बनाई। इस तरह के नतीजे तेजी से इस दृष्टिकोण की ओर लोगों को आकर्षित कर रहे हैं।

"दस साल पहले अगर मैं क्वांटम कंप्यूटिंग के भविष्य पर दांव लगा रहा होता तो मैंने इन [तटस्थ-परमाणु] तरीकों को शामिल नहीं किया होता," कहा एंड्रयू स्टीनऑक्सफ़ोर्ड विश्वविद्यालय में क्वांटम सूचना सिद्धांतकार। "वह एक गलती होती।"

क्यूबिट्स की लड़ाई

क्वबिट प्रकारों के बीच प्रतियोगिता में एक प्रमुख मुद्दा यह है कि कुछ यादृच्छिक (उदाहरण के लिए, थर्मल) उतार-चढ़ाव द्वारा परिवर्तित होने से पहले प्रत्येक प्रकार का क्वबिट अपनी सुपरपोजिशन को कितने समय तक बनाए रख सकता है। आईबीएम और गूगल जैसे सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट के लिए, यह "सुसंगतता समय" आम तौर पर एक मिलीसेकंड के आसपास होता है। क्वांटम गणना के सभी चरण उस समय सीमा के भीतर होने चाहिए।

व्यक्तिगत परमाणुओं की अवस्थाओं में जानकारी को एन्कोड करने का एक फायदा यह है कि उनका सुसंगत समय आम तौर पर बहुत लंबा होता है। इसके अलावा, सुपरकंडक्टिंग सर्किट के विपरीत, किसी दिए गए प्रकार के सभी परमाणु समान होते हैं, इसलिए अलग-अलग क्वांटम राज्यों को इनपुट और हेरफेर करने के लिए बीस्पोक नियंत्रण प्रणालियों की आवश्यकता नहीं होती है।

और जबकि सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट को क्वांटम सर्किट में जोड़ने के लिए उपयोग की जाने वाली वायरिंग भयानक रूप से जटिल हो सकती है - और अधिक जब सिस्टम बढ़ता है - परमाणुओं के मामले में किसी वायरिंग की आवश्यकता नहीं होती है। सारा उलझाव लेजर प्रकाश का उपयोग करके किया जाता है।

इस लाभ ने शुरू में एक चुनौती पेश की। जटिल माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सर्किटरी और तारों को तराशने के लिए एक अच्छी तरह से विकसित तकनीक है, और आईबीएम और Google द्वारा शुरू में सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट में निवेश करने का एक संभावित कारण यह नहीं है कि ये स्पष्ट रूप से सबसे अच्छे थे, बल्कि इसलिए क्योंकि उन्हें उस तरह की सर्किटरी की आवश्यकता थी, जिसकी ऐसी कंपनियां आदी हैं, उन्होंने कहा स्टुअर्ट एडम्सयूनाइटेड किंगडम में डरहम विश्वविद्यालय के एक भौतिक विज्ञानी, जो न्यूट्रल-एटम क्वांटम कंप्यूटिंग पर काम करते हैं। “लेजर-आधारित परमाणु प्रकाशिकी उनके लिए पूरी तरह से अपरिचित लग रही थी। सारी इंजीनियरिंग बिल्कुल अलग है।”

विद्युत आवेशित परमाणुओं से बने क्यूबिट - जिन्हें आयन के रूप में जाना जाता है - को प्रकाश से भी नियंत्रित किया जा सकता है, और आयनों को लंबे समय तक तटस्थ परमाणुओं की तुलना में बेहतर क्यूबिट उम्मीदवार माना जाता था। अपने आवेश के कारण, आयनों को विद्युत क्षेत्र में फँसाना अपेक्षाकृत आसान होता है। शोधकर्ताओं ने आयनों को अल्ट्रालो तापमान (थर्मल जिग्लिंग से बचने के लिए) पर एक छोटे वैक्यूम गुहा में निलंबित करके आयन जाल बनाया है, जबकि लेजर बीम जानकारी में हेरफेर करने के लिए उन्हें विभिन्न ऊर्जा राज्यों के बीच स्विच करते हैं। दर्जनों क्यूबिट वाले आयन-ट्रैप क्वांटम कंप्यूटर अब प्रदर्शित किए जा चुके हैं, और कई स्टार्टअप व्यावसायीकरण के लिए तकनीक विकसित कर रहे हैं। सैफमैन ने कहा, "अब तक, निष्ठा, नियंत्रण और सुसंगतता के मामले में उच्चतम प्रदर्शन वाला सिस्टम फंस गया है।"

तटस्थ परमाणुओं को फँसाना कठिन होता है क्योंकि उन्हें पकड़ने के लिए कोई आवेश नहीं होता है। इसके बजाय, परमाणुओं को लेजर बीम, जिसे ऑप्टिकल चिमटी कहा जाता है, द्वारा निर्मित तीव्र प्रकाश के क्षेत्र में स्थिर कर दिया जाता है। परमाणु आमतौर पर वहीं बैठना पसंद करते हैं जहां प्रकाश क्षेत्र सबसे तीव्र होता है।

और आयनों के साथ एक समस्या है: उन सभी में एक ही चिन्ह का विद्युत आवेश होता है। इसका मतलब है कि क्वैबिट एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। उनमें से बहुत सारे आयनों को एक ही छोटी सी जगह में जमा करना कठिन हो जाता है क्योंकि वहां अधिक आयन होते हैं। तटस्थ परमाणुओं के साथ, ऐसा कोई तनाव नहीं है। शोधकर्ताओं का कहना है कि यह तटस्थ-परमाणु क्वैबिट को और अधिक स्केलेबल बनाता है।

इसके अलावा, फंसे हुए आयनों को एक पंक्ति में व्यवस्थित किया जाता है (या, हाल ही में, एक लूपिंग "दौड़ का मैदान”)। यह कॉन्फ़िगरेशन एक आयन क्वबिट को दूसरे के साथ उलझाना मुश्किल बना देता है, यानी पंक्ति में 20 स्थानों पर। एडम्स ने कहा, "आयन जाल स्वाभाविक रूप से एक-आयामी हैं।" "आपको उन्हें एक पंक्ति में व्यवस्थित करना होगा, और यह देखना बहुत कठिन है कि आप इस तरह से एक हजार क्यूबिट तक कैसे पहुंच सकते हैं।"

तटस्थ-परमाणु सरणियाँ एक द्वि-आयामी ग्रिड हो सकती हैं, जिसे स्केल करना बहुत आसान है। सैफमैन ने कहा, "आप एक ही सिस्टम में बहुत कुछ डाल सकते हैं, और जब आप नहीं चाहते तो वे इंटरैक्ट नहीं करते हैं।" उनके समूह और अन्य लोगों ने इस तरह 1,000 से अधिक तटस्थ परमाणुओं को फंसाया है। "हमारा मानना ​​है कि हम एक सेंटीमीटर-स्केल डिवाइस में दसियों या यहां तक ​​कि सैकड़ों हजारों को पैक कर सकते हैं," उन्होंने कहा।

दरअसल, अपने हालिया काम में, कैलटेक की टीम ने लगभग 6,100 तटस्थ सीज़ियम परमाणुओं की एक ऑप्टिकल-ट्वीज़र सरणी बनाई, हालांकि उन्होंने अभी तक उनके साथ कोई क्वांटम गणना नहीं की है। इन क्वबिट में 12.6 सेकंड का सुसंगत समय भी था, जो इस क्वबिट प्रकार के लिए अब तक का एक रिकॉर्ड है।

रिडबर्ग नाकाबंदी

दो या दो से अधिक क्वैबिट में उलझने के लिए, उन्हें एक-दूसरे के साथ बातचीत करने की आवश्यकता होती है। तटस्थ परमाणु तथाकथित वैन डेर वाल्स बलों के माध्यम से एक दूसरे की उपस्थिति को "महसूस" करते हैं, जो उस तरह से उत्पन्न होता है जिस तरह से एक परमाणु पास के दूसरे परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के बादल में उतार-चढ़ाव पर प्रतिक्रिया करता है। लेकिन ये कमजोर ताकतें तभी महसूस होती हैं जब परमाणु एक-दूसरे के बेहद करीब होते हैं। प्रकाश क्षेत्रों का उपयोग करके सामान्य परमाणुओं को आवश्यक परिशुद्धता तक हेरफेर करना अभी संभव नहीं है।

जैसा कि ल्यूकिन और उनके सहयोगियों ने 2000 में अपने मूल प्रस्ताव में बताया था, अगर हम परमाणुओं के आकार को बढ़ा दें तो बातचीत की दूरी नाटकीय रूप से बढ़ सकती है। एक इलेक्ट्रॉन में जितनी अधिक ऊर्जा होती है, वह परमाणु नाभिक से उतना ही दूर घूमने लगता है। यदि किसी इलेक्ट्रॉन को आमतौर पर परमाणुओं में पाए जाने वाले ऊर्जा अवस्था से कहीं अधिक ऊर्जा अवस्था में पंप करने के लिए लेजर का उपयोग किया जाता है - जिसे स्वीडिश भौतिक विज्ञानी जोहान्स रिडबर्ग के नाम पर रिडबर्ग राज्य कहा जाता है, जिन्होंने 1880 के दशक में परमाणुओं द्वारा अलग-अलग तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करने के तरीके का अध्ययन किया था - इलेक्ट्रॉन सामान्य से हजारों गुना दूर नाभिक से बाहर घूम सकता है।

आकार में यह वृद्धि दो परमाणुओं को कई माइक्रोमीटर की दूरी पर रखने में सक्षम बनाती है - जो ऑप्टिकल ट्रैप में पूरी तरह से संभव है - बातचीत करने के लिए।

क्वांटम एल्गोरिथ्म को लागू करने के लिए, शोधकर्ता पहले क्वांटम जानकारी को परमाणु ऊर्जा स्तरों की एक जोड़ी में एन्कोड करते हैं, स्तरों के बीच इलेक्ट्रॉनों को स्विच करने के लिए लेजर का उपयोग करते हैं। फिर वे परमाणुओं के बीच रिडबर्ग इंटरैक्शन को चालू करके उनकी अवस्थाओं को उलझा देते हैं। कोई दिया गया परमाणु रिडबर्ग अवस्था में उत्तेजित हो सकता है या नहीं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि उसका इलेक्ट्रॉन दो ऊर्जा स्तरों में से किस स्तर पर है - इनमें से केवल एक ही उत्तेजना लेजर की आवृत्ति के साथ प्रतिध्वनित होने के लिए सही ऊर्जा पर बैठता है। और यदि परमाणु वर्तमान में दूसरे के साथ बातचीत कर रहा है, तो यह उत्तेजना आवृत्ति थोड़ी बदल जाती है ताकि इलेक्ट्रॉन प्रकाश के साथ प्रतिध्वनि न करे और छलांग लगाने में सक्षम न हो। इसका मतलब यह है कि परस्पर क्रिया करने वाले परमाणुओं के जोड़े में से केवल एक या दूसरा ही किसी भी समय रिडबर्ग स्थिति को बनाए रख सकता है; उनकी क्वांटम अवस्थाएँ सहसंबद्ध हैं - या दूसरे शब्दों में, उलझी हुई हैं। यह तथाकथित रिडबर्ग नाकाबंदी, सबसे पहले प्रस्तावित ल्यूकिन और उनके सहयोगियों द्वारा 2001 में Rydberg-atom qubits को उलझाने के एक तरीके के रूप में, एक ऑल-ऑर-नथिंग प्रभाव है: या तो Rydberg नाकाबंदी है या नहीं है। ल्यूकिन ने कहा, "रिडबर्ग नाकाबंदी परमाणुओं के बीच बातचीत को डिजिटल बनाती है।"

गणना के अंत में, लेज़र परमाणुओं की अवस्थाओं को पढ़ते हैं: यदि कोई परमाणु ऐसी अवस्था में है जो रोशनी के साथ प्रतिध्वनित होता है, तो प्रकाश बिखर जाता है, लेकिन यदि यह दूसरी अवस्था में है, तो कोई बिखराव नहीं होता है।

2004 में, कनेक्टिकट विश्वविद्यालय में एक टीम साबित रूबिडियम परमाणुओं के बीच एक रिडबर्ग नाकाबंदी, फंस गई और पूर्ण शून्य से केवल 100 माइक्रोकेल्विन तक ठंडा हो गई। उन्होंने परमाणुओं की तापीय ऊर्जा को "खींचने" के लिए लेजर का उपयोग करके परमाणुओं को ठंडा किया। दृष्टिकोण का अर्थ है कि, सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट के विपरीत, तटस्थ परमाणुओं को क्रायोजेनिक शीतलन और बोझिल रेफ्रिजरेंट की आवश्यकता नहीं होती है। इसलिए इन प्रणालियों को बहुत कॉम्पैक्ट बनाया जा सकता है। सैफमैन ने कहा, "पूरा उपकरण कमरे के तापमान पर है।" "इन अत्यधिक ठंडे परमाणुओं से एक सेंटीमीटर दूर, आपके पास एक कमरे के तापमान वाली खिड़की है।"

2010 में सैफमैन और उनके सहकर्मी की रिपोर्ट पहला लॉजिक गेट - कंप्यूटर का एक मूलभूत तत्व, जिसमें एक या अधिक बाइनरी इनपुट सिग्नल एक विशेष बाइनरी आउटपुट उत्पन्न करते हैं - रिडबर्ग नाकाबंदी का उपयोग करके दो परमाणुओं से बनाया गया है। फिर, महत्वपूर्ण रूप से, 2016 में, फ्रांस और दक्षिण कोरिया में ल्यूकिन की टीम और अनुसंधान समूह सभी स्वतंत्र रूप से पता लगाया कैसे करने के लिए कई तटस्थ परमाणुओं को लोड करें ऑप्टिकल ट्रैप की श्रृंखलाओं में रखें और उन्हें इच्छानुसार इधर-उधर घुमाएँ। "इस नवाचार ने क्षेत्र में नया जीवन ला दिया," कहा स्टीफ़न ड्यूर गार्चिंग, जर्मनी में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट ऑफ क्वांटम ऑप्टिक्स के, जो प्रकाश-आधारित क्वांटम सूचना प्रसंस्करण में प्रयोगों के लिए रिडबर्ग परमाणुओं का उपयोग करते हैं।

अब तक के अधिकांश कार्यों में रुबिडियम और सीज़ियम परमाणुओं का उपयोग किया गया है, लेकिन भौतिक विज्ञानी जेफ थॉम्पसन प्रिंसटन यूनिवर्सिटी में स्ट्रोंटियम और येटरबियम जैसे धातु परमाणुओं के परमाणु स्पिन राज्यों में जानकारी को एन्कोडिंग करना पसंद किया जाता है, जिनकी सुसंगतता का समय और भी लंबा होता है। पिछले अक्टूबर में, थॉम्पसन और सहकर्मी की रिपोर्ट इन प्रणालियों से बने दो-क्विबिट लॉजिक गेट।

और Rydberg अवरोधों का अकेले परमाणुओं के बीच होना ज़रूरी नहीं है। पिछली गर्मियों में, एडम्स और उनके सहकर्मी पता चला कि वे एक परमाणु और फंसे हुए अणु के बीच एक रिडबर्ग नाकाबंदी बना सकते हैं, जिसे उन्होंने रुबिडियम परमाणु के बगल में एक सीज़ियम परमाणु को खींचने के लिए ऑप्टिकल चिमटी का उपयोग करके कृत्रिम रूप से बनाया था। हाइब्रिड परमाणु-अणु प्रणालियों का लाभ यह है कि परमाणुओं और अणुओं में बहुत अलग ऊर्जा होती है, जिससे दूसरों को प्रभावित किए बिना किसी एक में हेरफेर करना आसान हो सकता है। इसके अलावा, आणविक क्वैबिट में बहुत लंबे समय तक सुसंगतता का समय हो सकता है। एडम्स इस बात पर जोर देते हैं कि इस तरह की हाइब्रिड प्रणालियाँ सभी-परमाणु प्रणालियों से कम से कम 10 साल पीछे हैं, और ऐसे दो क्वैबिट का उलझाव अभी तक हासिल नहीं किया जा सका है। थॉम्पसन ने कहा, "हाइब्रिड सिस्टम वास्तव में कठिन हैं," लेकिन हम शायद किसी बिंदु पर उन्हें करने के लिए मजबूर होंगे।

हाई-फ़िडेलिटी क्यूबिट्स

कोई भी क्वबिट पूर्ण नहीं है: सभी में त्रुटियाँ हो सकती हैं। और यदि इनका पता नहीं चल पाता है और सुधार नहीं किया जाता है, तो वे गणना के परिणाम को खराब कर देते हैं।

लेकिन सभी क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए एक बड़ी बाधा यह है कि त्रुटियों को उस तरह से पहचाना और ठीक नहीं किया जा सकता है जिस तरह से वे शास्त्रीय कंप्यूटरों के लिए होती हैं, जहां एक एल्गोरिदम बस प्रतियां बनाकर यह ट्रैक करता है कि बिट्स किस स्थिति में हैं। क्वांटम कंप्यूटिंग की कुंजी यह है कि अंतिम परिणाम पढ़े जाने तक क्वैब की स्थिति को अनिश्चित छोड़ दिया जाता है। यदि आप उस बिंदु से पहले उन स्थितियों को मापने का प्रयास करते हैं, तो आप गणना समाप्त कर देते हैं। तो फिर, क्वैबिट को उन त्रुटियों से कैसे बचाया जा सकता है जिनकी हम निगरानी भी नहीं कर सकते?

एक उत्तर यह है कि जानकारी को कई भौतिक क्वबिट में फैलाया जाए - जिससे एक एकल "तार्किक क्वबिट" बनता है - ताकि उनमें से किसी एक में कोई त्रुटि उस जानकारी को दूषित न कर दे जिसे वे सामूहिक रूप से एन्कोड करते हैं। यह केवल तभी व्यावहारिक हो जाता है जब प्रत्येक तार्किक क्वैबिट के लिए आवश्यक भौतिक क्वैबिट की संख्या बहुत अधिक न हो। वह ओवरहेड आंशिक रूप से इस बात पर निर्भर करता है कि किस त्रुटि-सुधार एल्गोरिथ्म का उपयोग किया जाता है।

त्रुटि-सुधारित तार्किक क्वैबिट को सुपरकंडक्टिंग और ट्रैप्ड-आयन क्वैबिट के साथ प्रदर्शित किया गया है, लेकिन हाल तक यह स्पष्ट नहीं हुआ है कि क्या उन्हें तटस्थ परमाणुओं से बनाया जा सकता है। यह दिसंबर में बदल गया, जब हार्वर्ड टीम ने कई सौ फंसे हुए रुबिडियम परमाणुओं की श्रृंखला का अनावरण किया और 48 तार्किक क्वैबिट पर एल्गोरिदम चलाया, प्रत्येक सात या आठ भौतिक परमाणुओं से बना था। शोधकर्ताओं ने नियंत्रित नॉट गेट नामक एक सरल तार्किक ऑपरेशन करने के लिए सिस्टम का उपयोग किया, जिसमें एक क्वबिट की 1 और 0 स्थिति को दूसरे "नियंत्रण" क्वबिट की स्थिति के आधार पर फ़्लिप या अपरिवर्तित छोड़ दिया जाता है। गणना करने के लिए, शोधकर्ताओं ने परमाणुओं को ट्रैपिंग चैंबर में तीन अलग-अलग क्षेत्रों के बीच स्थानांतरित किया: परमाणुओं की एक श्रृंखला, एक इंटरेक्शन क्षेत्र (या "गेट ज़ोन") जहां विशिष्ट परमाणुओं को रिडबर्ग नाकाबंदी का उपयोग करके खींचा और उलझाया गया था, और एक रीडआउट ज़ोन . यह सब संभव हो गया है, एडम्स ने कहा, क्योंकि "रिडबर्ग प्रणाली आपको क्वैबिट को इधर-उधर घुमाने और यह तय करने की क्षमता प्रदान करती है कि कौन किसके साथ बातचीत कर रहा है, जो आपको एक लचीलापन देता है जो सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट के पास नहीं है।"

हार्वर्ड टीम ने कुछ सरल लॉजिकल-क्विबिट एल्गोरिदम के लिए त्रुटि-सुधार तकनीकों का प्रदर्शन किया, हालांकि सबसे बड़े लोगों के लिए, 48 लॉजिकल क्वैबिट के साथ, उन्होंने केवल त्रुटि का पता लगाया। थॉम्पसन के अनुसार, उन बाद के प्रयोगों से पता चला कि "वे त्रुटियों वाले माप परिणामों को अधिमानतः अस्वीकार कर सकते हैं, और इसलिए कम त्रुटियों वाले परिणामों के सबसेट की पहचान कर सकते हैं।" इस दृष्टिकोण को पोस्ट-सिलेक्शन कहा जाता है, और हालांकि यह क्वांटम त्रुटि सुधार में भूमिका निभा सकता है, लेकिन यह स्वयं समस्या का समाधान नहीं करता है।

Rydberg परमाणु स्वयं को नवीन त्रुटि-सुधार कोड के लिए उधार दे सकते हैं। हार्वर्ड के काम में इस्तेमाल किया गया, जिसे सरफेस कोड कहा जाता है, "बहुत लोकप्रिय है लेकिन बहुत अप्रभावी भी है," सैफमैन ने कहा; एक तार्किक क्वैबिट बनाने के लिए कई भौतिक क्वैबिट्स की आवश्यकता होती है। अन्य, अधिक कुशल प्रस्तावित त्रुटि-सुधार कोड के लिए केवल निकटतम-पड़ोसी युग्मों की ही नहीं, बल्कि क्वैबिट के बीच लंबी दूरी की बातचीत की आवश्यकता होती है। न्यूट्रल-एटम क्वांटम कंप्यूटिंग के अभ्यासकर्ताओं का मानना ​​है कि लंबी दूरी की रिडबर्ग इंटरैक्शन कार्य के लिए उपयुक्त होनी चाहिए। ल्यूकिन ने कहा, "मैं बेहद आशावादी हूं कि अगले दो से तीन वर्षों में प्रयोग हमें दिखाएंगे कि ओवरहेड उतना बुरा नहीं होगा जितना लोगों ने सोचा था।"

हालाँकि अभी भी बहुत कुछ किया जाना बाकी है, स्टीन हार्वर्ड के काम को "प्रयोगशाला में त्रुटि-सुधार प्रोटोकॉल को साकार करने की डिग्री में एक कदम बदलाव" मानते हैं।

कताई कर देना

इस तरह के अग्रिमों में Rydberg-atom qubits अपने प्रतिस्पर्धियों के साथ भी समानता रखते हैं। स्टीन ने कहा, "उच्च-निष्ठा द्वार, बड़ी संख्या में क्वैबिट, उच्च-सटीकता माप और लचीली कनेक्टिविटी का संयोजन हमें रिडबर्ग-एटम सरणी को सुपरकंडक्टिंग और ट्रैप्ड-आयन क्वैबिट के वास्तविक प्रतियोगी के रूप में समझने की अनुमति देता है।"

सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट की तुलना में, प्रौद्योगिकी निवेश लागत के एक अंश पर आती है। हार्वर्ड समूह की एक स्पिनऑफ़ कंपनी है जिसका नाम है क्वेरा, जिसने पहले ही 256-क्विबिट Rydberg क्वांटम प्रोसेसर बना लिया है अक्विला - एक एनालॉग "क्वांटम सिम्युलेटर", जो सिमुलेशन चला सकता है कई क्वांटम कणों की प्रणालियाँ - अमेज़ॅन के ब्रेकेट क्वांटम कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म के साथ साझेदारी में क्लाउड पर उपलब्ध है। QuEra क्वांटम त्रुटि सुधार को आगे बढ़ाने के लिए भी काम कर रहा है।

सैफमैन नामक कंपनी से जुड़े विभक्ति, जो क्वांटम सेंसर और संचार के साथ-साथ क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए न्यूट्रल-एटम ऑप्टिकल प्लेटफॉर्म विकसित कर रहा है। एडम्स ने कहा, "मुझे आश्चर्य नहीं होगा अगर बड़ी आईटी कंपनियों में से एक जल्द ही इनमें से किसी एक स्पिनऑफ के साथ किसी प्रकार की साझेदारी करेगी।"

थॉम्पसन ने कहा, "न्यूट्रल-एटम क्वैबिट के साथ स्केलेबल त्रुटि सुधार करना निश्चित रूप से संभव है।" "मुझे लगता है कि कुछ वर्षों के भीतर 10,000 तटस्थ-परमाणु क्वैबिट स्पष्ट रूप से संभव है।" इसके अलावा, उनका मानना ​​है कि लेज़र शक्ति और रिज़ॉल्यूशन पर व्यावहारिक सीमाओं की आवश्यकता होगी मॉड्यूलर डिजाइन जिसमें कई अलग-अलग परमाणु सरणियाँ एक साथ जुड़ी हुई हैं।

यदि ऐसा हुआ, तो कौन जानता है कि इसका परिणाम क्या होगा? ल्यूकिन ने कहा, "हम अभी तक यह भी नहीं जानते हैं कि हम क्वांटम कंप्यूटिंग के साथ क्या कर सकते हैं।" "मुझे सचमुच उम्मीद है कि ये नई प्रगति हमें इन सवालों के जवाब देने में मदद करेगी।"