سلسلة ندوات مركز بحوث الكوانتوم - البروفيسور تيري رودولف

العنوان:

الحوسبة الكمية بسرعة الضوء

Abstract:

تشمل الخصائص الفيزيائية لبناء كمبيوتر كمي من فوتونات التردد البصري ما يلي: تعاني من عدم التماسك البيئي حتى في درجة حرارة الغرفة، ولا يوجد حديث موحد، وترتبط بسهولة في أشكال هندسية عشوائية، وجوانب الفيزياء ذات الصلة ليست إرشادية وغالباً ما تكون قابلة للمحاكاة بكفاءة ويمكن التحقق منها باستخدام الضوء الكلاسيكي، والقياسات - العنصر الحاسم لتقليل الإنتروبيا لتحقيق تحمل الخطأ - حادة وسريعة للغاية. ومع ذلك، فإن هذه الجوانب تتضاءل مقارنة بالخصائص الهندسية، إذ يمكن بناء جميع أجزاء الماكينة في مسبك فعال، وتعبئتها في نفس العمليات الخلفية المستخدمة لبناء أجهزة الكمبيوتر والهواتف المتحركة. وبالتالي يمكننا مع الفوتونات أن نسلط الضوء بشكل واقعي في أنواع الأرقام (ما يقارب 1 مليون كيوبت) التي تلتقط حجم الآلة المطلوبة للقيام بحساب كمي مفيد.

إذاً، ما هي الفائدة؟ العقبة الأساسية هي أن النوع المحدد من التشابك الذي نحتاجه بين الفوتونات المختلفة لا يمكن إنشاؤه إلا بشكل احتمالي، كما يصعب إنشاؤه في وجود الفقدان. سألقي في هذا الحديث نظرة عامة على بنية الحوسبة الكمية القائمة على الاندماج والتي تقع في مكان ما بين طرفي المادة (الدائرة) القائمة على الحوسبة الكمية أحادية الاتجاه (الحالة العنقودية). يتطلب ذلك إنتاج حالات متشابكة ذات حجم ثابت فقط بغض النظر عن حجم الحساب الذي يتم إجراؤه، ويمكن أن يكون لهذه الحالات احتمال كبير للخسارة (أو الفشل في إنتاجها على الإطلاق). يتيح لنا ذلك محاولة إنشاء الحالات المتشابكة المطلوبة عدة مرات بالتوازي، ثم تحديد الأحداث الناجحة، بالإضافة إلى استخدام المكثف للتأخيرات البصرية الثابتة عالية الجودة (مثل الألياف) لتضخيم آثار كميات صغيرة من التشابك بأوامر متعددة من حيث الحجم.

السيرة الذاتية:

حصل البروفيسور تيري رودولف على درجة الدكتوراه من جامعة تورنتو في عام 1998، وبعد ذلك عمل محاضراً في نفس الجامعة، ثم انتقل للعمل محاضر ما بعد الدكتوراه في فيينا، ثم بدأ العمل في منصب باحث في مختبرات بيل، وانتقل بعدها إلى إمبريال كوليدج لندن حيث أصبح أستاذاً لفيزياء الكم في عام 2016. ويعد البروفيسور رودولف باحثاً رائداً على مستوى العالم في مجال المعلومات الكمية ونظرية الحوسبة، إذ شارك في تأليف أكثر من 160 مقالة بحثية وكتب الكتاب الشهير "Q is for quantum". وفي عام 2016 ، شارك البروفيسور رودولف في تأسيس شركة "PsiQuantum" في وادي السيليكون لبناء أجهزة كمبيوتر كمية فوتونية، والتي تعد حالياً واحدة من أكبر الشركات الناشئة في مجال الحوسبة الكمية في العالم من حيث القيمة السوقية.