ნილს ბორის ინსტიტუტის მკვლევრებმა მნიშვნელოვნად გაზარდეს სიჩქარე, რომლითაც დელიკატური კვანტური მდგომარეობების ცვლილებები ქუბითის შიგნით აღმოჩნდება. კომერციულად ხელმისაწვდომი ტექნიკისა და ახალი ადაპტური გაზომვის ტექნიკების კომბინაციით, გუნდს ახლა შეუძლია დააკვირდეს ქუბითის ქცევის სწრაფ ცვლილებებს, რომლებიც ადრე შეუძლებელი იყო. ქუბითები კვანტური კომპიუტერების ფუნდამენტური ერთეულებია, რომელთა იმედიც მეცნიერებს აქვთ, რომ ერთ დღეს დღევანდელ ყველაზე მძლავრ მანქანებს გადააჭარბებენ. მაგრამ ქუბითები უკიდურესად მგრძნობიარეა. მათი ასაშენებლად გამოყენებული მასალები ხშირად შეიცავს პაწაწინა დეფექტებს, რომლებსაც მეცნიერები ჯერ კიდევ სრულად არ ესმით. ეს მიკროსკოპული არასრულყოფილებები წამში ასობითჯერ იცვლიან პოზიციას. მოძრაობისას ისინი ცვლიან სიჩქარეს, რომლითაც ქუბითი კარგავს ენერგიას და მასთან ერთად ძვირფას კვანტურ ინფორმაციას. ბოლო დრომდე, სტანდარტულ ტესტირების მეთოდებს ქუბითის მუშაობის გასაზომად ერთ წუთამდე სჭირდებოდა. ეს ძალიან ნელი იყო ამ სწრაფი რყევების დასაფიქსირებლად. ამის ნაცვლად, მკვლევრებს შეეძლოთ მხოლოდ ენერგიის დაკარგვის საშუალო სიჩქარის დადგენა, რაც ნიღბავდა ქუბითის ნამდვილ და ხშირად არასტაბილურ ქცევას. ეს გარკვეულწილად ჰგავს ძლიერი მუშა ცხენისგან გუთნის მოთხოვნას, როდესაც მის გზაზე დაბრკოლებები მუდმივად ჩნდება იმაზე სწრაფად, ვიდრე ვინმეს შეუძლია რეაგირება. ცხოველი შეიძლება იყოს ქმედითი, მაგრამ არაპროგნოზირებადი შეფერხებები საქმეს ბევრად ართულებს. **FPGA-ზე დაფუძნებული ქუბითის მართვა რეალურ დროში** ნილს ბორის ინსტიტუტის კვანტური მოწყობილობების ცენტრისა და Novo Nordisk-ის ფონდის კვანტური გამოთვლების პროგრამის მკვლევართა ჯგუფმა, პოსტდოქტორანტი მკვლევრის დოქტორ ფაბრიციო ბერიტას ხელმძღვანელობით, შეიმუშავა რეალურ დროში ადაპტური გაზომვის სისტემა, რომელიც თვალყურს ადევნებს ქუბითის ენერგიის დაკარგვის (რელაქსაციის) სიჩქარის ცვლილებებს მათი წარმოშობისას. პროექტში მონაწილეობდნენ მეცნიერები ნორვეგიის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტიდან, ლეიდენის უნივერსიტეტიდან და ჩალმერსის უნივერსიტეტიდან. ახალი მიდგომა ეყრდნობა სწრაფ კლასიკურ კონტროლერს, რომელიც მილიწამებში ანახლებს ქუბითის რელაქსაციის სიჩქარის შეფასებას. ეს შეესაბამება თავად რყევების ბუნებრივ სიჩქარეს, ნაცვლად იმისა, რომ წამებით ან წუთებით ჩამორჩებოდეს, როგორც ძველი მეთოდები. ამის მისაღწევად, გუნდმა გამოიყენა Field Programmable Gate Array (FPGA), კლასიკური პროცესორის ტიპი, რომელიც განკუთვნილია უკიდურესად სწრაფი ოპერაციებისთვის. ექსპერიმენტის პირდაპირ FPGA-ზე გაშვებით, მათ შეძლეს სწრაფად შეექმნათ "საუკეთესო ვარაუდი" იმის შესახებ, თუ რამდენად სწრაფად კარგავდა ქუბითი ენერგიას მხოლოდ რამდენიმე გაზომვის გამოყენებით. ამან გამორიცხა ნელი მონაცემთა გადაცემის საჭიროება ჩვეულებრივ კომპიუტერზე. FPGA-ების პროგრამირება ასეთი სპეციალიზებული ამოცანებისთვის შეიძლება რთული იყოს. მიუხედავად ამისა, მკვლევრებმა მოახერხეს კონტროლერის შიდა ბაიესური მოდელის განახლება ყოველი ცალკეული ქუბითის გაზომვის შემდეგ. ამან სისტემას საშუალება მისცა მუდმივად დაეხვეწა ქუბითის მდგომარეობის გაგება რეალურ დროში. შედეგად, კონტროლერი ახლა ქუბითის ცვალებადი გარემოს შესაბამისად მუშაობს. გაზომვები და კორექტირება ხდება თითქმის იმავე დროის მასშტაბით, როგორც თავად რყევები, რაც სისტემას დაახლოებით ასჯერ უფრო სწრაფს ხდის, ვიდრე ადრე იყო დემონსტრირებული. ნაშრომმა ასევე გამოავლინა რაღაც ახალი. მეცნიერებმა ადრე არ იცოდნენ, თუ რამდენად სწრაფად ხდება რყევები ზეგამტარ ქუბითებში. ამ ექსპერიმენტებმა ახლა მოგვცა ეს ინფორმაცია. **კომერციული კვანტური აპარატურა ხვდება მოწინავე კონტროლს** FPGA-ები დიდი ხანია გამოიყენება სხვა სამეცნიერო და საინჟინრო სფეროებში. ამ შემთხვევაში, მკვლევრებმა გამოიყენეს კომერციულად ხელმისაწვდომი FPGA-ზე დაფუძნებული კონტროლერი Quantum Machines-დან, სახელწოდებით OPX1000. სისტემა შეიძლება დაიპროგრამდეს Python-ის მსგავს ენაზე, რომელსაც უკვე ბევრი ფიზიკოსი იყენებს, რაც მას უფრო ხელმისაწვდომს ხდის კვლევითი ჯგუფებისთვის მთელს მსოფლიოში. ამ კონტროლერის ინტეგრაცია მოწინავე კვანტურ აპარატურასთან შესაძლებელი გახდა ნილს ბორის ინსტიტუტის კვლევით ჯგუფს შორის მჭიდრო თანამშრომლობით, რომელსაც ხელმძღვანელობდა ასოცირებული პროფესორი მორტენ კიერგორდი, და ჩალმერსის უნივერსიტეტთან, სადაც კვანტური დამამუშავებელი ერთეული იყო დაპროექტებული და დამზადებული. „კონტროლერი უზრუნველყოფს ლოგიკის, გაზომვებისა და უკუკავშირის ძალიან მჭიდრო ინტეგრაციას: ამ კომპონენტებმა ჩვენი ექსპერიმენტი შესაძლებელი გახადა“, – ამბობს მორტენ კიერგორდი. **რატომ არის მნიშვნელოვანი რეალურ დროში კალიბრაცია კვანტური კომპიუტერებისთვის?** კვანტური ტექნოლოგიები გვპირდება მძლავრ ახალ შესაძლებლობებს, თუმცა პრაქტიკული მასშტაბური კვანტური კომპიუტერები ჯერ კიდევ დამუშავების პროცესშია. პროგრესი ხშირად ეტაპობრივად მოდის, მაგრამ ზოგჯერ მნიშვნელოვანი წინგადადგმული ნაბიჯები ხდება. ამ ადრე დამალული დინამიკის გამოვლენით, აღმოჩენები ცვლის მეცნიერთა აზროვნებას ზეგამტარი კვანტური პროცესორების ტესტირებისა და კალიბრაციის შესახებ. არსებული მასალებითა და წარმოების მეთოდებით, რეალურ დროში მონიტორინგისა და კორექტირებისკენ სვლა აუცილებელი ჩანს საიმედოობის გასაუმჯობესებლად. შედეგები ასევე ხაზს უსვამს აკადემიურ კვლევებსა და ინდუსტრიას შორის პარტნიორობის მნიშვნელობას, ასევე ხელმისაწვდომი ტექნოლოგიის კრეატიულ გამოყენებას. „დღესდღეობით, კვანტურ დამამუშავებელ ერთეულებში ზოგადად, საერთო შესრულება განისაზღვრება არა საუკეთესო ქუბითებით, არამედ ყველაზე უარესით: სწორედ მათზე უნდა გავამახვილოთ ყურადღება. ჩვენი მუშაობის სიურპრიზი ის არის, რომ „კარგი“ ქუბითი შეიძლება წამში ასჯერ „ცუდ“ ქუბითად იქცეს“, – დასძენს ფაბრიციო ბერიტა.