کامپیوتر های کوانتوم به لطف محصور کردن qubit( ذره های کوانتوم) ها در سیلیکون کمی به واقعیت نزدیک تر شدند

هنوز تا زمانی که کامپیوتر های کوانتومی کار کنند زمان زیادی مانده اما اخیرا به نظر میرسد که سرعت تحقیق بالا رفته است . بعد از ساختن پایه ی کامپیوتر کوانتومی در سیلیکون و ذخیره کردن اطلاعات کوانتومی تا 30 ثانیه ، دانشمندان دانشگاه new south wales  ( UNSW) حالا اصول فیزیک کلاسیک را نقض کرده اند تا برای اولین بار یک جفت ذره ی کوانتوم محصور شده در سیلیکون را نشان دهند . این پیشرفت میتواند کمک کند تا نیروی نوع جدیدی از محاسبه را آزاد کنیم که این نوع بر همه چیز تاثیر میگذارد ، از پنهان شناسی داده ها گرفته تا طراحی دارو ، رساندن یک شبه ی بسته ها و آزمایش های ذره ای وابسته به پدیده های درون اتمی . یک رابطه ی ریاضی با نام نابرابری بل ، این قضیه را که چگونه دو ذره با قدرت میتوانند در ارتباط باشند بدون اینکه اصول شهودی حاکم بر فیزیک کلاسیک را نقض نکنند ، محدود میکند . محلیت ، یعنی چیزی که در یک مکان اتفاق می افتد تنها میتواند توسط اشیا نزدیک تحت تاثیر قرار بگیرد ، و رئالیسیم ، یعنی  اشیا فیزیکی وجود دارند چه مشاهده بشوند چه نشوند .

اما وقتی دو ذره ی کوانتوم در ارتباط با هم قرار میگیرند یا محصور میشوند ، ارتباطشان میتواند آنقدر قوی باشد که قانون را بشکند ، و باعث چیزی شوند که انیشتین به عنوان "  عمل شبح وار فاصله " نقض کرد . در حالیکه ممکن است بتوان محصوریت را بدوم شکستن نابرابری به دست آورد ، در مفهوم کوانتوم ، نقض ارتباط خواستی است چون به این معنی است که عملکرد های ذره های کوانتوم پایا ترند و به رفتار "شبح وار " و مفید برای پردازش سریعتر داده های زیاد دسترسی دارند . پروفسور آدریا مورلو و تیمش حالا برای اولین بار نقض نابرابری بل را در سیلیکون نمایش داده اند ، و راه را برای کامپیوتر های کوانتوم که پایا تر و پیشرفته ترند ، هموار کرده اند .
برای رسیدن به چنین چیزی ؛ دانشمندان از از اسپین های هسته ای و الکترون های اتم فسفر در یک لایه ی فرعی سیلیکونی -28 ( یک ایزوتوپ رایج برای سیلیکون ) مانند ذره های کوانتوم استفاده کرده اند . با این کار آنها قادر بودند تا به میزان بالایی هر  چهار جز محصور شده بین این دو ذره ی کوانتوم را تولید کنند . چیزی که در این پیشرفت خیلی حیاتی بود ؛ دستیابی به ارتباط بسیار قوی دو ذره ی کوانتوم بود . این ارتباط یک متریک بسیار مهم است ، چون مستقیما بر درستی عملکرد های کوانتوم تاثیر میگذارد . در نموداری که (بر اساس قانون بل ) ارتباط بین ذره های کلاسیک نمیتواند از 2 فراتر رود  و ماکسیسمم عدد ممکن برای ذره های محصور شده کمی پایین تر از 2.83 است ، تیم مورلو 2.70 تقریبا ایده آلی را ثبت کرد که  به 96 تا 97 درصد دقت تعبیر میشود .

مورلو به گیزمگ میگوید : " زمانی که دقت میکنید تا ببینید چه چیزی اندازه گیری های اجزای محصور شده را آماده میکند و بدست می آورد، میفهمید که حتی کوچکترین نقصی در هر مرحله از آزمایش باعث میشود میزان بل خیلی سریع پایین بیاید . ( عددش افت کند ) .  از یک جهت آزمایش بل تعیین کننده ی کیفیتی تک نموداری است که نشان میدهد کل این آزمایش چقدر کامل است ، و به شدت بیرحم است . در اینجا ما نشان دادیم که برخی از بهترین ذرات کوانتوم دنیا را داریم  و قادر هستیم که با دقتی تقریبا کامل آن را کنترل کنیم . "
این نتیجه ای رضایت بخش و آینده نگر است مخصوصا وقتی بدانیم این وسیله در سیلیکون ساخته شده ، با پردازش های صنعتی استاندارد درست شده که خودشان را وقف کوچک سازی میکنند و تعداد ذرات کوانتوم را بالا میبرند . ( مانند کامپیوتر های کوانتومی مشابه ، این وسیله هنوز نیاز به کار کردن در دمایی نزدیک به صفر مطلق و تحت میدان مغناطیسی شدید دارد اما از آنجایی که کامپیوتر های کوانتوم قرار نیست جای همه ی کامپیوتر های قدیمی را بگیرند ، این مساله زیاد مهم نیست . ) آزمایشات آینده در باره ی اسپین های هسته ای که میتوانند در ساختن دروازه های بین ذره های کوانتوم الکترون کمک کنند ، تحقیق خواهند کرد . سپس ، تمرکز روی ساختن حافظه ای طولاتی تر و ساختن معماری های صحیح برای درست کردن کامپیوتر های کوانتومی بدون خطا قرار میگیرد که در این پروسه از ذرات کوانتوم محصور شده ی بیشتری استفاده خواهد شد .
مورلو به ما گفت " این پیشرفت خاص زیاد چشمگیر نیست ، چون با استفاده از الکترون و هسته ی همان اتم بدست آمد . به همین دلیل است که قدم بعدی ما محصور کردن دو اتم مختلف است . با این حال ، این پیشرفت مهم است چون ما چیزهای زیاد و تقریبا بی نقصی درباره ی چگونگی انجام فرایند نوشتن اطلاعات کوانتوم یاد گرفتیم . زمانی که اتم های زیادی داشته باشید، میتوانید آنها را جفت جفت یا در گروه های بزرگ محصور کنید . هر چه بیشتر اسپین ها را با هم محصور کنید ، کد کامپیوترتان قوی تر خواهد شد . "  قسمتی از برنامه های تیم نمایش روشی جدید برای محصور کردن دو اتم با فاصله ی بسیار زیاد است ,فاصله ای حدود تا 1 سانتی متر .
مورلو فاش کرد که " ما اهداف واضحی برای ساختن کامپیوتر های کوانتوم سیلیکونی با بیش از 10 ذره ی کوانتوم در طی 4 - 5 سال داریم . علاوه بر آن ، این قضیه بستگی به این خواهد داشت که ما چقدر میتوانیم ذره های کوانتوممان را با فرایندهای تولیدی و صنعتی استاندارد درست کنیم . در اینجا ما انتظار داریم که تمام شدن کارمان در سیلیکون به ما امتیاز بزرگی نسبت به رقبایمان بدهد . "