Robert Ott ve Hannes Pichler liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, özellikle fermiyonları (yani elektron, proton ve nötron gibi parçacıkları) simüle etmek için tasarlanmış yeni bir kuantum işlemci mimarisi geliştirdi. Çalışma, Physical Review Letters dergisinde yayımlandı.
Fermiyonlar, Pauli ilkesine bağlı olarak aynı kuantum durumunu paylaşamaz. Bu özellik, atomların yapısını ve malzemelerdeki elektronların davranışını belirler. Yeni mimari, bu parçacıkların doğasını kuantum bilgisayarlarda daha gerçekçi şekilde yansıtabilecek.
ATOMLARLA YENİ YAKLAŞIM
Innsbruck Üniversitesi Teorik Fizik Bölümü ve OEAW-Kuantum Optik ve Kuantum Bilgi Enstitüsü (IQOQI) ekibi, optik tuzaklara yerleştirilmiş nötr fermionik atomların, moleküllerin ve malzemelerin karmaşık özelliklerini taklit etmekte kullanılabileceğini gösterdi.
Bu yöntemde, fermiyonik parçacıkların özellikleri donanımın kendisine gömülü oluyor. Ancak bu sistemlerin en büyük engellerinden biri hata düzeltme entegrasyonu olarak biliniyor. Klasik hata düzeltme stratejileri, atom sayısının sabitliği nedeniyle sınırlı kalıyor.
FERMİYONİK REFERANS ÇÖZÜMÜ
Araştırmacılar, bu sorunu aşmak için ‘fermiyonik referans’ adı verilen yeni bir kavram geliştirdi. Ek atomlardan oluşan bu referans, işlemci ile parçacık değişimini kontrol ederek farklı parçacık sayılarını üst üste bindirmeyi mümkün kılıyor. Böylece sabit parçacık sayısına sahip sistemlerde bile hata düzeltme yapılabiliyor.
Robert Ott, yöntemin faz hataları gibi yaygın hata türlerini yüksek verimlilikle tespit edip düzeltebildiğini belirtti. Simülasyonlarda hata olasılığının bir kat azaldığı görüldü.
KUANTUM GELECEĞE DOĞRU
Çalışmayı yöneten Hannes Pichler, yeni mimarinin mevcut teknolojilerle uygulanabilir olduğuna dikkat çekti. Pichler, bunun kuantum bilgisayarların daha hassas ve ölçeklenebilir hale gelmesi için bir yol açtığını vurguladı.
Araştırmacılara göre, bu gelişme özellikle kimya ve malzeme biliminin simülasyonu gibi karmaşık alanlarda yeni ufuklar yaratabilir.
