تجذب الحواسيب الكمية الاهتمام لقدرتها على معالجة المشكلات الصعبة في مجالات الفيزياء والكيمياء، وتعتمد في جوهرها على استخدام عدد هائل من الكيوبتات الكمية. على عكس البتات الكلاسيكية، تتمتع الكيوبتات الكمية بخاصية التراكب، مما يتيح لها الوجود في حالتين في الوقت نفسه، وهو ما يمنح الحواسيب الكمية تفوقاً في تنفيذ الحسابات المعقدة، لكنه يكشف أيضاً عن هشاشة الكيوبتات. لتعويض هذا العيب، يعمل الباحثون على بناء حواسيب كمية تحتوي على كيوبتات زائدة لتصحيح الأخطاء، وهو ما يتطلب مئات الآلاف من الكيوبتات للحواسيب الكمية القوية.

مؤخراً، حقق فيزيائيو معهد كاليفورنيا للتقانة تقدماً هاماً في هذا المجال، حيث نجحوا في إنشاء أكبر مصفوفة كيوبتات كمية حتى الآن، تضم 6100 كيوبت من الذرات المحايدة محاصرة بالليزر في شبكة. يمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو توسيع نطاق الحواسيب الكمية، حيث كانت المصفوفات المماثلة السابقة تحتوي على مئات الكيوبتات فقط. قاد البحث الأستاذ مانويل إندريس، وقاد العمل التجريبي ثلاثة طلاب دراسات عليا: هانا مانيش، ويوكيهيرو نومورا، وإيلي باتاي.

استخدم الفريق البحثي تقنية الملاقط الضوئية لاحتجاز آلاف ذرات السيزيوم الفردية في شبكة، مما أنشأ مصفوفة ذرية. أظهرت التجارب أن الباحثين تمكنوا من الحفاظ على الكيوبتات في حالة التراكب لمدة 13 ثانية حتى مع وجود أكثر من 6000 كيوبت في المصفوفة، مع القدرة على التحكم في كيوبت فردي بدقة 99.98%. كما أثبت الفريق إمكانية نقل الذرات مئات الميكرومترات داخل المصفوفة مع الحفاظ على حالة التراكب، وهي خاصية حاسمة لتحقيق تصحيح الأخطاء الكمية بكفاءة.

قال باتاي: "يجب أن تُشفر الحواسيب الكمية المعلومات بطريقة تتحمل الأخطاء، وتظهر دراستنا أن الذرات المحايدة مرشح قوي لتحقيق تصحيح الأخطاء الكمية." في المستقبل، يخطط الباحثون لربط الكيوبتات في المصفوفة بحالة التشابك، مما يجعل الجزيئات مترابطة مع بعضها، لتمكين الحوسبة الكمية الكاملة ومحاكاة سلوك الطبيعة نفسها.