نجح فريق بحثي في تطوير نموذج مبتكر لحاسوب كمي يعتمد على تخزين المعلومات باستخدام اهتزازات ميكانيكية دقيقة داخل شريحة إلكترونية، متجاوزًا بذلك وسائل التخزين الكهرومغناطيسية المعتادة في التجارب الحالية. ومن المأمول أن تسهم هذه التقنية مستقبلًا في تصنيع حواسيب كمية ذات أحجام أصغر وكفاءة أعلى في الاحتفاظ بالمعلومات خلال إجراء العمليات الحسابية، وهو التحدي الرئيسي الذي لطالما أعاق توسيع نطاق هذه التكنولوجيا المتقدمة.
استند هذا الإنجاز إلى دراسة أجراها فريق من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، بقيادة الباحثة ييوان تشو وزملاحها. وقدم الفريق نظامًا يحقق فصلًا نسبيًا بين وحدة المعالجة والذاكرة داخل الحاسوب الكمي، مستخدمًا مكونات ميكانيكية مجهرية لترسيخ المعلومات في هيئة اهتزازات. وجرى نشر هذه النتائج العلمية في دورية ساينس، عقب سلسلة من التجارب أثبتت قدرة النظام الحديث على تنفيذ عمليات حسابية كمية معقدة تتجاوز مجرد تخزين البيانات.
تعتمد الآلية الأساسية للتحول إلى هذه الذاكرة الاهتزازية على استغلال عناصر دقيقة تُعرف بالرنانات الميكانيكية، القادرة على الاهتزاز ضمن أنماط محددة تحمل في طياتها المعلومات الكمية، بينما تتولى وحدة معالجة قائمة على كيوبت فائق التوصيل تنفيذ المهام والعمليات المطلوبة. وعند حاجة المعالج إلى معلومة محددة مخزنة مسبقًا، فإنه يتفاعل مباشرة مع الرنان الميكانيكي لاسترجاعها أو تحديثها قبل إعادتها إلى الذاكرة، وهو تصميم يؤدي وظيفة مشابهة للفصل القائم في الحواسيب التقليدية بين المعالج ووحدات التخزين المؤقت، ولكن وفق مبادئ ميكانيكا الكم.
ولتحقيق اختبار عملي لكفاءة النظام، طبق الباحثون تقنيات حسابية متقدمة شملت خوارزمية اكتشاف الدورية وتقنية تحويل فورييه الكمي، وهما ركيزتان أساسيتان في تطوير خوارزميات الحوسبة الكمية. وأكدت النتائج إمكانية تنفيذ تلك العمليات بفاعلية باستخدام الذاكرة الميكانيكية. ومع ذلك، اقتصر الاختبار حتى الآن على نموذج مختبري محدود النطاق، ولم يرتقِ بعد لمستوى الحاسوب الكمي التجاري الجاهز للاستخدام العام.
ولا يزال أمام الأبحاث العلمية خطوات إضافية لإثبات قدرة هذا التصميم الهندسي على العمل بكفاءة عند زيادة أعداد المكونات، مع ضرورة الحفاظ على دقة العمليات وحماية الحالات الكمية الحساسة من التأثر بالضوضاء والاضطرابات المحيطة.
