Kuantum bilgisayarlar, siber güvenlikten ilaç endüstrisine, lojistik optimizasyonundan ekonomik modellemelere kadar birçok alanda büyük bir dönüşüm potansiyeli taşıyor. Ancak bu teknolojinin ticari kullanıma geçmesinin önündeki en büyük engellerden biri, işlem sırasında oluşan yüksek hata oranları olarak görülüyor. İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü ETH Zürih araştırmacıları, nötr atom kübitlerini çalışma sırasında daha kararlı hale getiren yeni bir kuantum operasyon modeli geliştirdi.
HATA PAYINI AZALTAN GEOMETRİK FAZ YAKLAŞIMI
Kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarlardan farklı olarak bilgiyi kübitler üzerinden işliyor. Ancak bu sistemlerde bilginin yer değiştirmesini sağlayan “takas kapıları”, atomları kontrol eden lazerlerin gücüne ve zamanlamasına yüksek derecede bağımlı çalışıyor. Lazerlerdeki küçük dalgalanmalar, kuantum işlemlerinde hata oranlarını artırarak sistemlerin güvenilirliğini sınırlıyor. ETH Zürih ekibi, kesişen lazer ışınlarından oluşan yapay bir ışık kristali içinde “geometrik faz” adı verilen fiziksel etkiden yararlandı. Bu yöntemle sistemin çıktısı, lazerin anlık gücünden çok izlenen genel yola bağlı hale getirildi. Böylece dış dalgalanmalara karşı daha kararlı bir yapı elde edildi.
YÜZDE 99,1 HASSASİYET ELDE EDİLDİ
Yeni yaklaşım, 17 bin kübit çifti içeren büyük bir test sisteminde denendi. Milisaniye hızında çalışan takas kapılarıyla yüzde 99,1 operasyonel hassasiyet elde edildi. Araştırma ekibi ayrıca, kübitleri tamamen değiştirmek yerine kısmen değiştiren “yarım takas” kapılarını da oluşturdu. Tam takas işlemi bilgiyi bir noktadan diğerine taşırken, yarım takas kübitler arasında yeni korelasyonlar kurulmasını sağlıyor. Bu özelliğin, endüstriyel kuantum algoritmalarının çalıştırılması açısından önemli olduğu belirtiliyor.
KÜBİT İHTİYACI AZALIYOR
Yeni modelin en dikkat çekici sonuçlarından biri, donanım ihtiyacını azaltması oldu. ETH Zürih Kuantum Elektronik Enstitüsü araştırmacılarından Dr. Yann Hendrick Kiefer, geliştirilen mimarinin altyapı gereksinimlerini önemli ölçüde düşürdüğünü belirtti. Bugüne kadar Shor algoritması gibi büyük kuantum işlemleri için milyonlarca kübite ihtiyaç duyulacağı düşünülüyordu. Yeni mimariyle bu ihtiyacın yaklaşık 10 bin kübite kadar inebileceği ifade ediliyor. Bu gelişme, kuantum bilgisayarların ticari kullanıma geçiş sürecinde donanım maliyetlerinin azaltılması ve daha ölçeklenebilir sistemlerin geliştirilmesi açısından önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.
