علماء يطورون ذاكرة جديدة تستخدم الاهتزاز بدل الكهرباء

نجح باحثون في تطوير نموذج لحاسوب كمي يخزن المعلومات باستخدام اهتزازات ميكانيكية دقيقة داخل شريحة إلكترونية، بدل الاعتماد على وسائل التخزين الكهرومغناطيسية المستخدمة في كثير من التجارب الحالية، وقد تساعد هذه الطريقة مستقبلًا على تصنيع حواسيب كمية أصغر حجمًا وأكثر قدرة على الاحتفاظ بالمعلومات أثناء العمليات الحسابية، وهي واحدة من المشكلات التي تعوق توسيع هذه التقنية.

وفقًا لتقرير نشره موقع ScienceDaily عن دراسة لفريق من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ ETH Zurich، طورت الباحثة Yiwen Chu وزملاؤها نظامًا يفصل نسبيًا بين وحدة المعالجة والذاكرة داخل الحاسوب الكمي، ويستخدم مكونات ميكانيكية مجهرية للاحتفاظ بالمعلومات في صورة اهتزازات، ونُشرت النتائج في دورية Science بعد تجارب أظهرت قدرة النظام على تنفيذ عمليات حسابية كمية وليس تخزين المعلومات فقط.

كيف تتحول الاهتزازات إلى ذاكرة؟

تعتمد الفكرة على استخدام مكونات صغيرة تسمى الرنانات الميكانيكية، تستطيع الاهتزاز بأنماط محددة تحمل المعلومات الكمية، بينما تتولى وحدة معالجة تعتمد على كيوبت فائق التوصيل تنفيذ العمليات المطلوبة.

وعندما يحتاج المعالج إلى معلومة مخزنة، يتفاعل مع الرنان الميكانيكي لاسترجاعها أو تعديلها، ثم يعيدها إلى الذاكرة.

ويشبه التصميم من حيث الوظيفة الفصل الموجود في الحواسيب التقليدية بين المعالج والذاكرة المؤقتة، لكنه يعتمد على مبادئ الفيزياء الكمية.

هل أصبحت الحواسيب الكمية أقرب للمستخدمين؟

اختبر الباحثون النظام من خلال تنفيذ تقنيات حسابية تشمل تحويل فورييه الكمي وخوارزمية اكتشاف الدورية، وهما عمليتان تستخدمان في تطوير خوارزميات الحوسبة الكمية.

وأظهرت التجارب إمكانية تنفيذ هذه العمليات باستخدام الذاكرة الميكانيكية، لكن الاختبار جرى على نموذج مختبري محدود، ولم يتحول بعد إلى حاسوب كمي تجاري.

وما زال الباحثون بحاجة إلى إثبات قدرة التصميم على العمل عند زيادة عدد المكونات، مع المحافظة على دقة العمليات وحماية الحالات الكمية من التأثر بالضوضاء والاضطرابات.