Kuantum bilgisayarlar, teorik olarak klasik bilgisayarlara kıyasla milyonlarca kat daha hızlı işlem yapma kapasitesine sahip. Ancak bu üstünlük, hassas yapıları nedeniyle sıkça hesaplama hatalarıyla gölgeleniyor. Şimdi, uluslararası bir araştırma ekibi, bu sorunların üstesinden gelmeye yardımcı olacak büyük bir atılım gerçekleştirdi.
Çığır açan yeni bir simülasyon yöntemi, kuantum bilgisayarların hata düzeltme sistemlerini klasik bilgisayarlar aracılığıyla başarıyla simüle edebiliyor. Yöntem özellikle, uzun zamandır simüle edilmesi neredeyse imkânsız kabul edilen bozonik kuantum kodlarını hedef alıyor.
GÜRÜLTÜYE KARŞI KALKAN
İsveç’teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nden araştırmacı Cameron Calcluth, geliştirdikleri algoritmanın, geleneksel simülasyon yöntemlerinin başarısız olduğu bir kuantum hesaplama türünde etkili olduğunu belirtti. Bu gelişme, kuantum sistemlerin en zayıf halkası olan hata düzeltme kapasitesinin daha iyi anlaşılmasını sağlayacak.
Kuantum hesaplamaların temelinde yer alan kübitler, süperpozisyon adı verilen bir kuantum özelliği sayesinde aynı anda birden fazla değeri temsil edebilir. Ancak bu yapı, en küçük çevresel etkilere dahi duyarlı hale gelir. Titreşimler, sıcaklık değişimleri veya elektromanyetik girişimler kübitlerin bilgi kaybına uğramasına neden olabilir.
BOZONİK KODLARIN GİZEMİ
Bu sorunu çözmek için geliştirilen yöntem, kuantum bilgiyi çok seviyeli sistemlerde depolayan bozonik kodlar kullanıyor. Özellikle Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) adlı hata düzeltme koduna odaklanan araştırmacılar, daha önce mümkün olmayan seviyede bir doğrulukla bu sistemleri modellemeyi başardı.
Çalışmanın ortak yazarı Dr. Giulia Ferrini, “Bu yeni algoritma sayesinde, daha önce simülasyon için çok karmaşık olan sistemler artık analiz edilebilir hale geldi. GKP kodlarıyla çalışan kuantum bilgisayarların hata düzeltme kapasitesi daha iyi anlaşılabilecek” dedi.
ULUSLARARASI İŞ BİRLİĞİ
Geliştirilen yöntem; Chalmers, Milano, Granada ve Tokyo üniversitelerinden bilim insanlarının iş birliğiyle hayata geçirildi. Bu simülasyon başarısı, gelecekte daha dayanıklı ve güvenilir kuantum bilgisayarların inşasında temel taş olabilir.
YÜKSEK HESAPLAMA GÜCÜ
Ekip, geleneksel bilgisayarlarda yüksek doğrulukla çalışan bu algoritmanın, sadece GKP kodlarıyla sınırlı kalmayıp diğer hata düzeltme kodlarına da uyarlanabileceğini belirtiyor. Uzmanlara göre bu gelişme, kuantum teknolojilerinde pratik uygulamaların önünü açabilir.
