Süperiletken kuantum bilgisayarların ölçüm hızını artırmaya yönelik bir atılım, Japonya’daki RIKEN Kuantum Hesaplama Merkezi’nden (RQC) geldi. Merkezde görev yapan araştırmacılar, dört kübitin eşzamanlı olarak 50 nanosaniyeden biraz daha kısa bir sürede okunmasını sağlayan yeni bir okuma mimarisi oluşturdu. Bu süre, literatürdeki önceki en iyi değerin yaklaşık iki kat hızına karşılık geliyor ve PRX Quantum’da yayımlanan bulgular, cihazların hem daha hızlı hem de daha güvenilir çalışmasının önünü açıyor.
SÜPERİLETKEN AVANTAJI
Olgunlaştıkça klasik süper bilgisayarları belirli görevlerde geride bırakması beklenen kuantum bilgisayarlar için birden fazla teknoloji yarış halinde. Süperiletken devreler, kapı (gate) işlemlerinin görece hızlı gerçekleşebilmesi sayesinde öne çıkan platformlardan biri. Bununla birlikte, hata düzeltme için gereken sık ve çoklu ölçümler, kapılara kıyasla daha yavaş kaldığı için sistem saat hızında bir darboğaz yaratıyordu.
HIZLI KÜBİT OKUMA
RQC ekibi, bu darboğazı hedefleyerek okuma hattı ile kübitin istenmeyen biçimde karışmasını engelleyen özel bir filtreleme yaklaşımını geliştirdi. Araştırmacılar, okuma rezonatörü ile filtre rezonatörünü akıllıca birleştirerek, kübitten gelen enerjinin ölçüm hattına kaçışını sınırladı. Böylece, kısa sürede yüksek sinyal-gürültü oranıyla güvenilir okuma mümkün oldu.
REKOR ÖLÇÜM SÜRESİ
Yeni düzenekle dört kübit aynı anda 50 ns’nin altında okundu. Bu metrik, çok-kübit hata düzeltme döngülerinde toplam çevrim süresini aşağı çekerken, yakın vadede daha hızlı tekrar oranları ve daha verimli hata düzeltme protokolleri için kapı aralıyor. Ekip, bu hızın mevcut mimarilerle elde edilmiş en iyi değer olduğunu vurguluyor.
YÜKSEK DOĞRULUK ORANI
Hız kadar doğruluk da kritik. Araştırmacılar, en iyi kübit üzerinde yüzde 99,9’un üzerinde okuma doğruluğu bildirdi. Bu seviye, tipik olarak daha uzun okuma pencereleri gerektiren doğrulukları çok kısa bir süreye sığdırdıkları anlamına geliyor; dolayısıyla, hız–doğruluk dengesinde yeni bir üst sınır işaretlenmiş oluyor.
SONRAKİ ADIMLAR
Ekip, bir sonraki aşamada mikrodalga okuma darbesinin şekillendirilmesini optimize ederek süreleri daha da kısaltmayı planlıyor. Darbe biçimlendirme (pulse shaping) ile hem hat içi yansımaların hem de geçici rejim etkilerinin azaltılması; böylece okuma hatası olasılığının daha da düşürülmesi hedefleniyor.
