کیوبیت‌های سیلیکونی با اجرای همزمان پنج کیوبیت به دقت ۹۹.۹۹ درصد رسیدند

تیمی از مرکز ریکن برای مطالعه ماده‌ی نوپدید (RIKEN Center for Emergent Matter Science) در ژاپن یکی از بزرگ‌ترین موانع عملی در مقیاس‌پذیری کامپیوترهای کوانتومی مبتنی بر سیلیکون را برطرف کرده است. کیوبیت‌های اسپینی سیلیکونی جاذب هستند زیرا در اصل می‌توان آن‌ها را با فرآیندهای استاندارد ساخت نیمه‌هادی تولید کرد، اما دقت آن‌ها در گذشته هنگامی که چند کیوبیت به‌جای یکی‌یکی، به‌طور موازی اجرا می‌شدند، به‌شدت کاهش می‌یافت.

پژوهشگران ریکن عامل اصلی این افت را اثر استارک متناوب (AC Stark shift) شناسایی کردند: پالس‌های مایکروویوی که برای کنترل یک کیوبیت استفاده می‌شوند، سطوح انرژی مؤثر کیوبیت‌های مجاور را تغییر داده و خطاهای فازی ناخواسته ایجاد می‌کنند. تیم به‌جای تلاش برای کالیبره کردن هر ترکیب ممکن از عملیات همزمان — کاری که به‌صورت نمایی پیچیده‌تر می‌شود — فقط برهم‌کنش‌های دوتایی میان کیوبیت‌ها را اندازه‌گیری کرد و از این داده‌ها برای پیش‌بینی و خنثی‌سازی تداخل چند کیوبیتی استفاده کرد.

با استفاده از آرایه‌ای از پنج کیوبیت سیلیکونی که با یک خط مایکروویو واحد کنترل می‌شد، سه کیوبیت هنگام اجرای همزمان به دقت گیت (gate fidelity) بالاتر از ۹۹.۹۹ درصد رسیدند، در حالی که هر پنج کیوبیت با هم دقتی در حدود ۹۹.۹ درصد را حفظ کردند. به گفته‌ی لیون کامن‌زیند (Leon Camenzind)، پژوهشگر این پروژه، این نتیجه نشان می‌دهد که کنترل با دقت بالا حتی زمانی که چند کیوبیت به‌طور همزمان کار می‌کنند نیز قابل حفظ است.

این یافته‌ها در نشریه‌ی Nature Physics منتشر شد و در اکتبر ۲۰۲۶ توسط Phys.org و Interesting Engineering گزارش شد؛ این پیشرفت گامی مهم به‌سوی پردازنده‌های کوانتومی سیلیکونی تحمل‌پذیر در برابر خطا و سازگار با زیرساخت فعلی ساخت تراشه به‌شمار می‌رود.