முதல் கலப்பு குவாண்டம் பிட் மின் கடத்தாப் பொருள் கட்டமைப்பியல்

உயர்ந்த பண்புகளுடன், உலகளாவிய பயன்பாடுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட குவாண்டம் கணினியின் வளர்ச்சியில் ஒரு முன்னேற்றத்தை அடைய இடவியல் குயூபிட்கள் உதவும். இதுவரை, ஒரு ஆய்வகத்தில் இந்த வகையான குவாண்டம் பிட் அல்லது சுருக்கமாக க்யூபிட்டை நிரூபிப்பதில் இதுவரை யாரும் வெற்றிபெறவில்லை. இருப்பினும், Forschungszentrum Jülich-இன் விஞ்ஞானிகள் இப்போது இதை உண்மையாக்குவதற்கு சில வழிகளில் முயற்சி செய்கின்றனர். முதல் முறையாக, ஒரு மின் கடத்தாப் பொருள் கட்டமைப்பை வழக்கமான மீக்கடத்து குயூபிட்டில் ஒருங்கிணைப்பதில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெற்றி பெற்றனர். ஏப்ரல் 14 அன்று “உலக குவாண்டம் தினத்தன்று” நேரத்தில், அவர்களின் புதியவகை கலப்பு க்யூபிட் நானோ லெட்டர்ஸ் இதழின் சமீபத்திய இதழின் அட்டைப்படத்தில் வெளி வந்தது.

குவாண்டம் கணினிகள் சிலரால் எதிர்காலத்தில் கணினிகளாகக் கருதப்படுகின்றன. குவாண்டம் கணக்கிடுதல் வழக்கமான கணினி அமைப்புகளால் நடைமுறைப்படுத்த முடியாத சிக்கலான சிக்கல்களுக்கு ஒரு யதார்த்தமான தீர்வுகளை வழங்குவதாக உறுதியளிக்கிறது. தற்போதைய குவாண்டம் கணினிகள் பொதுவாக குறைந்த எண்ணிக்கையிலான குயூபிட்களை மட்டுமே கொண்டிருக்கின்றன. முக்கிய பிரச்சனை என்னவென்றால், அவற்றில் பிழைகளுக்கு அதிக வாய்ப்புள்ளது. பெரிய அமைப்பை, அதன் சூழலில் இருந்து முழுமையாக தனிமைப்படுத்துவது மிகவும் கடினம்.

எனவே, இடவியல் குயூபிட் எனப்படும் புதிய வகை குவாண்டம் பிட்டில் பல நம்பிக்கைகள் பொருத்தப்பட்டுள்ளன. இந்த அணுகுமுறையை பல ஆராய்ச்சி குழுக்கள் மற்றும் மைக்ரோசாப்ட் போன்ற நிறுவனங்கள் பின்பற்றுகின்றன. இந்த வகை குயூபிட், இடவியல் ரீதியாக பாதுகாக்கப்பட்ட சிறப்பு அம்சத்தை வெளிப்படுத்துகிறது; மீக்கடத்திகளின் குறிப்பிட்ட வடிவியல் அமைப்பு மற்றும் அவற்றின் சிறப்பு மின்னணு பொருள் பண்புகள் குவாண்டம் தகவல் தக்கவைக்கப்படுவதை உறுதி செய்கிறது. எனவே இடவியல் குயூபிட்கள், சிதைவின் வெளிப்புற மூலங்களுக்கு எதிராக குறிப்பாக வலுவானதாகக் கருதப்படுகின்றன. தற்போதைய குவாண்டம் செயலிகளில் Google மற்றும் IBM பயன்படுத்தும் வழக்கமான மீக்கடத்தி குயூபிட்களால் அடையக்கூடிய வேகமான மாறுதல் நேரங்களையும் அவை செயல்படுத்துகின்றன.

இருப்பினும், இடவியல் குயூபிட்களை நம்மால் உருவாக்க முடியுமா என்பது கேள்விக்குறியாகவே உள்ளது. ஏனென்றால், எந்த சந்தேகமும் இல்லாமல், விரும்பிய சிறப்பு அரை துகள்கள்களை(Quasi-Particles) சோதனை ரீதியாக உருவாக்குவதற்கு போதுமான பொருள் அடிப்படை இன்னும் இல்லை. இந்த அரை துகள்கள் மஜோரானா நிலைகள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. இப்போது வரை, அவை சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி சோதனை ரீதியாக நிரூபிக்கப்படவில்லை. Forschungszentrum Jülich-இன் Peter Grünberg Institute (PGI-9) இல் டாக்டர். பீட்டர் ஷூஃபெல்ஜென் தலைமையிலான ஆய்வுக் குழுவால் இப்போது முதன்முறையாகக் கட்டமைக்கப்பட்ட கலப்பின குயூபிட்கள், இந்தப் பகுதியில் புதிய சாத்தியங்களைத் திறக்கின்றன. அவை ஏற்கனவே முக்கியமான புள்ளிகளில் இடவியல் பொருட்களைக் கொண்டிருக்கின்றன. எனவே, இந்த புதிய வகை கலப்பு குயூபிட், அதிக உணர்திறன் கொண்ட குவாண்டம் மின்சுற்றுகளில் இடவியல் பொருட்களின் நடத்தையை சோதிக்க புதிய சோதனை தளத்தை ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு வழங்குகிறது.

References:

• Bhattacharyya, S., Köppen, M., Behrman, E., & Cruz-Aceves, I. (Eds.). (2022). Hybrid Quantum Metaheuristics: Theory and Applications. CRC Press.
• Jiang, Y., Li, S., Zhu, P., Zhao, J., Xiong, X., Wu, Y., & Han, J. (2022). Electrochemical DNA Biosensors Based on the Intrinsic Topological Insulator BiSbTeSe2 for Potential Application in HIV Determination. ACS Applied Bio Materials, 5(3), 1084-1091.
• Xiang, Z. L., Ashhab, S., You, J. Q., & Nori, F. (2013). Hybrid quantum circuits: Superconducting circuits interacting with other quantum systems. Reviews of Modern Physics, 85(2), 623.
• Hsieh, D., Xia, Y., Wray, L., Qian, D., Pal, A., Dil, J. H., & Hasan, M. Z. (2009). Observation of unconventional quantum spin textures in topological insulators. Science, 323(5916), 919-922.
• Sedlmayr, N., & Levchenko, A. (2021). Hybridization mechanism of the dual proximity effect in superconductor–topological insulator interfaces. Solid State Communications, 327, 114221.