Yale Üniversitesi'nden Michael Devorette tarafından yürütülen bir deney şunu kanıtlıyor:
Qubit nedir?
Klasik hesaplamada bilgi gelirbirlere veya sıfırlara karşılık gelen bitler biçiminde. Kuantum hesaplamada, kuantum bitleri veya "qubitler" olarak bilinen, kuantum özelliklerine sahip özel cihazlarda depolanır.
IBM 7 Qubit Aygıtı. Fotoğraf: Flickr
Yale Üniversitesi'ndeki bir laboratuvardauzaydaki sıcaklıktan 100 kat daha düşük sıcaklıklara soğutulan süper iletken devrelerden yaratılıyorlar. Her kübit bir ya da sıfırı ya da tuhaf bir şekilde aynı anda hem bir hem de sıfırı temsil ediyor. Bu “kuantum paralelliği” kuantum bilgisayarların hesaplama yapmasını sağlayan özelliklerden biridir. Potansiyel olarak klasik süper bilgisayarlarda mümkün olandan birkaç kat daha hızlı.
Kuantum hesaplama ile ilgili sorun nedir?
Ancak kuantum sistemleri kırılgandır. Kubitlerde depolanan bilginin, çevreyle etkileşiminin bir sonucu olarak kuantum özelliklerini hızla kaybettiği bir süreç olan temel uyumsuzluk fenomeni onları rahatsız ediyor. Basit bir ifadeyle, dış ortamdan gelen herhangi bir müdahale bu tür sistemlerin çalışmasına müdahale ederek onları imkansız hale getirir. Bu da kuantum bilgisayarların her yerde uygulanmasını engelliyor.
Çözüm var ama bu kadar basit değil
Teorik olarak kuantum hata düzeltmesi1995 yılında keşfedilen bu uyumsuzlukla mücadele için bir araç sunuyor. Bir kuantum bit bilgisini, tek bir kübiti temsil etmek için genellikle gerekli olandan daha büyük bir sisteme kodlayarak korur.
IBM 16 Qubit İşlemci. Fotoğraf: Flickr
Ancak bu daha büyük sistem bir etki yaratıyorortam daha da agresif ve kodlanmış kübit daha kırılgan. Bu etki ve ek hata düzeltme bileşenleriyle ilişkili komplikasyonlar nedeniyle, bu işlem pratikte kuantum bitinin ömrünü uzatmadı. Araştırmacılar, aslında düzeltilmemiş bir kübitle bile başa başlanmanın nadir görülen bir olay olduğunu söylüyor. Teorik vaatlerin aksine, çoğu deneyde hata düzeltme, kuantum bilgisinin eşevresizliğini hızlandırır.
Bilim adamları ne yaptı?
Deney sırasında bilim insanları ilk kez gösterdiArtan sistem yedekliliği, kuantum hatalarının aktif tespiti ve düzeltilmesi, kuantum bilgisinin artan stabilitesini sağladı. "Deneyimiz kuantum hata düzeltmesinin gerçek ve pratik bir araç olduğunu kanıtlıyor. Bu, prensibin gösterilmesinden daha fazlasıdır” diye açıklıyor fizikçi.
Bir grup bilim insanı kuantum bilgisinin ömrünü iki kattan fazla artırmayı başardı. Hata düzeltme kübitleri 1,8 milisaniye sürdü; kuantum hesaplamada her şey hızlı bir şekilde gerçekleşir.
Kod kullanarak sonuçlara ulaştılar2001 yılında icat edilen hata düzeltme yazılımı. Michael Devorette, "Evet, bizim alanımızda teorik öneriler ile bunların pratik uygulamaları arasında gecikmeler var" diye açıklıyor.
Qubit çizimi. Kredi bilgileri: Yale Üniversitesi
Makalenin baş yazarı Vladimir Sivak şunları söyledi:Performans kısmen bir makine öğrenimi aracısı kullanılarak elde edildi. Sonucu iyileştirmek için hata düzeltme sürecini özelleştirdi.
"Tek bir atılım yokbu sonucu elde etmemizi sağladı. Aslında son birkaç yılda geliştirilen çeşitli teknolojilerin birleşimidir. Bu deneyi birleştirdik ve şu anda bir Google araştırmacısı olan Devoret'in laboratuvarındaki bir öğrenciye açıklama yaptık.
Neden bu kadar önemli?
Kuantum hesaplamanın pratik başarısı şu şekilde olacaktır:kuantum hata düzeltmesini kullanarak son derece yüksek kalitede kuantum bitleri oluşturma yeteneğine bağlıdır. Yeni bir deney, kuantum hesaplamayla ilgili temel varsayımı doğruluyor; Araştırmacılar, bir kübitin ömrünü iki katına çıkararak kuantum fiziğinde önemli bir teoriyi kanıtladılar. Çalışmanın yazarları “Bu çok cesaret verici” sonucuna varıyor.
Daha fazla oku:
İnsülin enjeksiyonları olmadan kan şekerini düşürmenin bir yolunu buldum
Bilim adamları, evrenin şeklinin herkesin düşündüğü gibi olmadığına inanıyor
NASA helikopteri Mars'ta gün batımını gösterdi. Toprak gibi görünmüyor.
Kapak çizimi: geralt