قديت

في الحوسبة الكمومية ، تُعرف وحدة المعلومات الكمومية المعممة ، التي تُوصف بتراكب الحالات، باسم "كيوديت" ( qudit )، أو "الرقم الكمومي" (quantum dit ). حيث يمثل d عدد الحالات ، وهو عدد صحيح يساوي أو يزيد عن اثنين. ويشير مصطلح "dit" في "كيوديت" إلى الرقم المكون من d خانة . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

يمثل الكيوديت النظير الكمي للرقم 𝑑-ary، حيث 𝑑≥2. يمكن التعبير عن حالتها كمتجه ضمن فضاء هيلبرت ذي البعد 𝑑 _، ويمكن كتابتها كتركيبة خطية |𝜓⟩=𝛼 ₀ · |0⟩+𝛼 ₁ · |1⟩+...+𝛼 _𝑑−1 · |𝑑−1⟩، أو تبسيطها كمتجه |𝜓⟩=[𝛼 ₀ 𝛼 ₁ ...𝛼 _𝑑−1 ] ^T ، حيث 𝛼 _𝑖 ∈ C هي السعات النسبية إلى الأساس المتعامد لفضاء هيلبرت - المعطاة بالمتجهات |0⟩، |1⟩، |2⟩،...، |𝑑−1⟩. ^{[ 7 ]}

بدأت الأبحاث المبكرة في تسعينيات القرن الماضي، التي استكشفت الأنظمة الكمومية متعددة الأبعاد أو الشفرات الكمومية غير الثنائية، باستخدام مصطلح "كيوديت" لتبسيط وصف فضاءات هيلبرت متعددة الأبعاد . وأصبح هذا المصطلح معيارياً في أواخر التسعينيات وأوائل الألفية الثانية، بفضل أعمال باحثين مثل هوليفو ، وكنيل، وغوتسمان، الذين كانوا يطورون أسس الأنظمة متعددة الأبعاد. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

الكيوديت، الذي يتميز بوجود حالتين (d = 2) ، هو كيوبت . ^{[ 13 ] [ 14 ]}

يمكن للكيو ديتات ذات حالات d أكبر من 2 أن توفر فضاء هيلبرت أكبر ، مما يوفر طرقًا أكثر لتخزين ومعالجة المعلومات الكمومية. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

• الحالة d = 1 تتوافق مع فضاء هيلبرت أحادي البعد، وبالتالي فهي نظام كمي تافه. ^{[ 17 ]}
• كيوبت – كيوديت ذو حالتين d = 2
• كيوتريت – كيوديت مع d = 3 حالات
• Ququart أو Ququat – Qudit مع d = 4 حالات
• Ququint – Qudit مع d = 5 حالات
• Quhexit – Qudit مع d = 6 حالات ^{[ 18 ]}
• Quoctit – Qudit مع d = 8 حالات
• كيوبيت – كيوبيت بأبعاد الأعداد الأولية (يستخدم عادة في تصحيح الأخطاء الكمومية)

النقل الآني للكوديت هو نقل معلومات الكيوديت من جسيم إلى آخر في موقع بعيد دون تحريك الجسيم المادي نفسه. وباستخدام التشابك والاتصالات الكلاسيكية، يسمح هذا النقل بنقل معلومات الكيوديت، حيث يوفر النقل الآني للكوديت في الأبعاد الأعلى سعة بيانات أكبر ومقاومة أفضل للتشويش مقارنةً بالنقل الآني للكوديت في الأبعاد الأدنى. ^{[ 19 ]}

في ورقة بحثية نُشرت في فبراير 2026، قدّم باحثون من جامعة جيانغشي للعلوم والتكنولوجيا وجامعة غانان للمعلمين بروتوكولًا جديدًا عالي الأبعاد يتميز بكفاءة استخدام الموارد، مما يقلل بشكل كبير من الموارد اللازمة لنقل المعلومات عبر الحالات الكمومية عالية الأبعاد. أظهر بحثهم نطاقًا لتعقيد القياس يتراوح من O (d² ⁾ إلى O (d)، وبالتالي يقلل من عبء الاتصال ويتجاوز حدود القياس المفترضة سابقًا بسبب النمو التربيعي للقياس (d² ^حالة بيل و2 log₂ _d بتات كلاسيكية). وكشف تحليل كمي للمتانة أن البروتوكول يظل شديد المقاومة للأخطاء التشغيلية، محافظًا على كفاءة تزيد عن 99.6% حتى في ظل انحراف طوري قدره 0.1 راديان عند d=16، مما يُبرز المزايا المتزايدة لاستخدام الأنظمة الكمومية عالية الأبعاد من أجل اتصالات آمنة وفعالة. ^{[ 20 ]}

التفكك الكمي هو العملية الطبيعية التي يتم فيها فقدان المعلومات الكمية بسبب التفاعل البيئي، وتصحيح الخطأ الكمي هو تقنية تكافح التفكك الكمي بنشاط.

في ورقة بحثية نُشرت في مجلة Nature في مايو 2025، أثبت باحثون من جامعة ييل لأول مرة إمكانية تصحيح الأخطاء الكمومية بعد تجاوز نقطة التعادل لأنظمة الكيوديت ذات الأبعاد الأعلى. استخدم الفريق رموز GKP البوزونية لترميز الكيوديتات ذات الأبعاد d = 3 و d = 4 في تجاويف فائقة التوصيل، وقاموا بتحسين البروتوكول باستخدام التعلم المعزز. ^{[ 21 ]} تُعتبر هذه النتائج خطوة هامة نحو تطوير حواسيب كمومية أكثر كفاءة، وتفتح آفاقًا جديدة لبنى كمومية ذات متطلبات عتادية منخفضة، وحوسبة مقاومة للأخطاء، وذواكر مدمجة محمية من الأخطاء. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

في ورقة بحثية نُشرت في سبتمبر 2025، عرض باحثون طريقة هجينة جديدة تُشفّر المعلومات في كلٍّ من الضوء والمادة باستخدام كيوبت حالة قطة (qudit) ذي بُعد d > 2 ، مما يسمح بالكشف عن فقدان الفوتون من خلال متلازمة التكافؤ عن طريق تشابك نبضة ضوئية مع كيوبتات مساعدة. تُحقق هذه الطريقة توليد أزواج بيل بالتوازي من خلال الاستفادة من الطبيعة متعددة المستويات للكيوبت. ^{[ 24 ]}

تم الإعلان عن أول محاكي مثبتات الكيوديت مفتوح المصدر والذي يحمل اسم "Sdim" في نوفمبر 2025 في ورقة بحثية أولية منشورة على موقع arXiv . ^{[ 25 ]}

بوابة المنطق الكمومي (أو ببساطة بوابة الكموم ) هي دائرة كمومية أساسية تعمل على الكموم.

لتحقيق بوابة كيوبت عالمية (بوابة يمكن استخدامها لتقريب أي تحويل وحدوي على جهاز كمبيوتر كمومي بدرجة دقة تعسفية) يجب أن تتضمن مجموعة البوابات مجموعة محدودة من بوابات الكيوديت الفردية وبوابة تشابك واحدة على الأقل من نوع الكيوديت المزدوج التي يمكنها إنشاء تشابك بين الكيوديتات.

التحكم في الكيوديت هو التوجيه الدقيق لحالة الكيوديت الكمومية من خلال إشارات مصممة خصيصًا لإجراء العمليات الحسابية الكمومية.

في ورقة بحثية نُشرت في ديسمبر 2025، حقق فريق من الباحثين إنجازًا بارزًا في التحكم بالكيوبتات من خلال هندسة كيوبتات خماسية المستويات عبر انتقالات قابلة للعنونة بشكل فردي بين مستويات زيمان الفرعية ( انظر أيضًا تأثير زيمان )، وذلك بدمج إزاحة زيمان خطية كبيرة مع إزاحة ضوئية تعتمد على الحالة. وتتوقع المحاكاة دقة تحضير الحالة F ≃ 0.99  في غضون 1  ميكروثانية تقريبًا، ودقة بوابة كيوبت مفردة F ≃ 0.99 مع مدة نبضة π تبلغ 2.5  ميكروثانية تقريبًا، وتصويرًا تدميريًا سريعًا بمدد زمنية أقل من 10  ميكروثانية. تُرسّخ هذه النتائج إطارًا عمليًا واسع النطاق للتحكم عالي الدقة في الكيوبتات المشفرة بمستويات زيمان الفرعية، ومنصة واعدة لتقنيات الكم القائمة على الكيوبتات والقابلة للتطوير. ^{[ 26 ]}

تُستخدم المعلومات الكمومية تقليديًا في قياس التداخل رامزي ، وهي تقنية تُستخدم للقياس الدقيق في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا.

أظهرت الكيوبتات ذات البعد d > 2 زيادة في دقة ووضوح القياسات الكمومية. فعلى سبيل المثال، أظهرت الكيوبتات زيادة في الوضوح بمقدار الضعف مقارنةً بالكيوبتات دون أي انخفاض في تباين القياس. ^{[ 27 ]}