آی‌بی‌ام و راتگرز با یک ترفند گذار فاز، آشوب رایانه کوانتومی را مهار کردند

تیمی پژوهشی از دانشگاه راتگرز، آی‌بی‌ام و مؤسسات همکار، آزمایشی مهم را در نشریه Nature Physics منتشر کرده‌اند که نشان می‌دهد رایانه‌های کوانتومی می‌توانند از بی‌نظمی آشوب‌گونه به نظمی پایدار و کنترل‌پذیر برسند، اما تنها پس از عبور از یک آستانه‌ی دقیق. این آزمایش که روی پردازنده‌ی کوانتومی آی‌بی‌ام با ۱۵۶ کیوبیت انجام شد، شامل نزدیک به ۵٬۰۰۰ عملیات درهم‌تنیدگی و تعداد برابری از چرخه‌های اندازه‌گیری و بازنشانی بود؛ این امر آن را بزرگ‌ترین نمایش بازخورد کوانتومی بی‌درنگ تا به امروز می‌کند. تیم پژوهشی دو فرایند رقیب را به‌طور متناوب اجرا کرد: یکی که اطلاعات کوانتومی را میان کیوبیت‌ها پراکنده می‌کرد (نمایانگر آشوب) و دیگری که کیوبیت‌های منفرد را بررسی و بازنشانی می‌کرد (نمایانگر کنترل). هنگامی که چرخه‌های تصحیح از حدود ۵۰ درصد کل گام‌ها فراتر رفت — نقطه‌ی عطفی که در عدد ۰٫۴۹۵ اندازه‌گیری شد — سیستم به‌طور ناگهانی از آشوب به نظم تغییر کرد، شبیه به یخ‌زدن آب. زیر این آستانه، آشوب غالب بود؛ بالاتر از آن، پژوهشگران توانستند کیوبیت‌ها را به‌سوی حالت دقیق مورد نیاز خود هدایت کنند. جدیدیا پیکسلی (Jedediah Pixley)، فیزیک‌دان دانشگاه راتگرز، توضیح داد که رایانه‌های کوانتومی تحمل‌پذیر در برابر خطا باید این تصحیحات را نه یک یا دو بار، بلکه به‌طور پیوسته در سراسر یک محاسبه انجام دهند. کشف این گذار فاز تیز، هدفی کاملاً مشخص برای مهندسان فراهم می‌کند: نرخ تصحیح را بالاتر از آستانه نگه دارید تا پردازنده همچنان همدوس (coherent) باقی بماند. این مقاله در ۹ اکتبر ۲۰۲۶ در نشریه Nature Physics منتشر شد و در حالی که سخت‌افزار کوانتومی به کاربردپذیری عملی نزدیک می‌شود، با پوشش خبری گسترده‌ای همراه بود.