Yıllardır yavaş ilerleyen kuantum hesaplama teknolojisinde, Stanford Üniversitesi fizikçilerinin öncülüğünde geliştirilen yeni bir yöntem, güçlü ve ölçeklenebilir bilgisayarların inşası için somut bir yol haritası sundu. Nature dergisinde yayımlanan araştırmaya göre ekip, tek tek atomlar tarafından yayılan ışık parçacıklarını (fotonları) verimli bir şekilde yakalayabilen yeni bir optik boşluk türü tasarladı.
Bu gelişme, klasik bilgisayarların işlem kapasitesinin çok ötesinde olan ve ‘kübit’ adı verilen kuantum bilgi birimlerinin, aynı anda ve yüksek hızda okunabilmesine olanak tanıyor.
IŞIĞI ATOMA ODAKLAYAN MİKRO MERCEKLER
Kuantum bilgisayarların temel bileşeni olan atomlardan bilgi çıkarmak, atomların küçüklüğü ve ışığı her yöne saçması nedeniyle bugüne kadar büyük bir mühendislik zorluğuydu. Stanford ekibi, ışığı yansıtmak için sadece aynalara güvenmek yerine, her bir optik boşluğun içine ışığı tek bir atoma sıkıca odaklayan mikro mercekler yerleştirdi.
Çalışmanın kıdemli yazarı ve Stanford Üniversitesi Fizik Doçenti Jon Simon, geliştirdikleri yöntemi şöyle özetledi: "Kuantum bilgisayar yapmak istiyorsak, bilgiyi çok hızlı okuyabilmeliyiz. Şimdiye kadar bunu büyük ölçekte yapmanın pratik bir yolu yoktu. Geliştirdiğimiz optik boşluk, yayılan ışığı verimli bir şekilde yönlendirerek her atomu kendi boşluğu içinde bir kuantum bilgisayarla donatmamızı sağlıyor."
HEDEF: BİR MİLYON KÜBİTLİK AĞLAR
Araştırmacılar, her biri tek bir atom kübiti barındıran 40 boşluklu çalışan bir sistemin yanı sıra, 500'den fazla boşluk içeren daha büyük bir prototipin tanıtımını yaptı. Bu başarı, gelecekte bir milyona kadar kübit içerebilecek devasa kuantum hesaplama ağlarının oluşturulması için gerçekçi bir zemin hazırlıyor.
Stanford Bilim Araştırma Görevlisi Adam Shaw, "Yeni bir boşluk mimarisi geliştirdik; artık sistem sadece iki aynadan ibaret değil. Bu sayede, birbirleriyle çok daha yüksek veri hızlarında iletişim kurabilen, dağıtık kuantum bilgisayarlar inşa etmeyi umuyoruz" ifadelerini kullandı.
KUANTUM VERİ MERKEZLERİ VİZYONU
Bilim insanları, kuantum bilgisayarların günümüzün en güçlü süper bilgisayarlarını geride bırakabilmesi için milyonlarca kübite ihtiyaç duyduğunu belirtiyor. Stanford ekibinin vizyonu, bireysel kuantum bilgisayarların boşluk tabanlı ağ arayüzleri aracılığıyla birbirine bağlanarak tam ölçekli ‘Kuantum Veri Merkezleri’ oluşturması yönünde.
Bu entegre yapı, klasik bilgisayarların tek tek olasılıkları inceleme yönteminin aksine, doğru cevapları güçlendirip yanlışları eleyen bir ‘gürültü önleyici’ mantığıyla çalışarak işlem hızını olağanüstü seviyelere çıkaracak.
İLAÇ KEŞFİNDEN ASTRONOMİYE GENİŞ ETKİ ALANI
Geliştirilen teknolojinin ticari ve bilimsel yansımaları sadece bilişimle sınırlı kalmayacak. Büyük ölçekli kuantum bilgisayarların devreye girmesiyle şu alanlarda çığır açıcı gelişmeler bekleniyor:
