Kuantumunun güvenli kasaları: ‘Majorana kübitleri’ ilk kez okundu

Kuantum bilgisayarların ticarileşmesinin önündeki en büyük engel olan ‘kararsızlık’ sorunu, İspanya’da geliştirilen yeni bir ölçüm tekniğiyle aşılıyor. İspanya Ulusal Araştırma Konseyi (CSIC) araştırmacıları, ‘kuantum kapasitans’ yöntemini kullanarak, Majorana kübitlerinde depolanmış verileri okumayı başardı.

Kuantum dünyasında ‘topolojik kübitler’, veriler için hacklenemez ve bozulamaz güvenli kasalar olarak tanımlanıyor. Ancak bu kübitlerin veriyi tek bir noktada tutmak yerine ‘Majorana sıfır modları’ adı verilen bir çift durum üzerinde dağıtması, bilgiyi dış müdahalelere karşı korurken, verinin okunmasını imkansız kılıyordu. CSIC bünyesindeki Madrid Malzeme Bilimi Enstitüsü (ICMM), yıllardır süregelen bu ‘tespit edilemezlik’ sorununu çözdüğünü duyurdu.

YEREL GÜRÜLTÜYE KARŞI ‘DOĞAL KORUMA’

Araştırmanın liderlerinden Ramón Aguado, Majorana kübitlerinin önemini şu sözlerle açıklıyor: "Bilgiyi bozmak için bir arızanın sistemi küresel olarak etkilemesi gerekir. Bu nedenle yerel gürültüye karşı doğal olarak dayanıklıdırlar. Biz, kuantum kapasitans tekniğini kullanarak bu 'yerel olmayan' bilgiye ilk kez erişebildiğimizi gösterdik."

TEKNİK BAŞARI: KUANTUM KAPASİTANS PROBU

Nature dergisinde yayımlanan araştırmada, geliştirilen ölçüm tekniğinin detayları paylaşıldı:

• Küresel prob teknolojisi: Geliştirilen teknik, sistemin genel durumuna duyarlı bir prob görevi görerek veriyi tekil bir noktadan değil, sistemin tamamından okuyor.
• Gerçek zamanlı çözüm: İki Majorana modunun birleştirilmesiyle oluşturulan kuantum durumunun ‘dolu’ veya ‘boş’ olduğu ilk kez tek bir ölçümde ve gerçek zamanlı olarak ayırt edildi.
• Parite tutarlılığı: Deneyler sırasında ‘rastgele eşlik sıçramaları’ gözlemlendi. Bu durum, Majorana modlarına dayalı kübitlerin milisaniyeyi aşan bir veri tutarlılığına sahip olduğunu kanıtladı.

KUANTUM BİLİŞİMDE ‘AŞİL TOPU’ SORUNU ÇÖZÜLDÜ

Araştırmacı Gorm Steffensen, deneyin koruma ilkesini zarif bir şekilde doğruladığını belirterek; "Yerel yük ölçümleri bu bilgiye körken, küresel probumuz bunu açıkça ortaya koyuyor," dedi. Bu başarı, Majorana kübitlerinin zaman alanında kontrolü ve programlanabilmesi için gereken ‘okuma’ adımını oluşturarak, yüksek performanslı kuantum işlemcilerin önündeki en büyük deneysel zorluklardan birini ortadan kaldırdı.

TİCARİ VE STRATEJİK YANSIMALAR

Kuantum bilgisayarların finans, ilaç sanayii ve lojistik gibi devasa veri setlerinin işlendiği alanlarda devrim yaratması bekleniyor. Majorana kübitlerinin ‘hataya dayanıklı’ yapısı, bu cihazların laboratuvar ortamından çıkarılıp endüstriyel veri merkezlerine girmesi sürecini hızlandıracak. Uzmanlar, Majorana tabanlı işlemcilerin, mevcut kuantum sistemlerinden çok daha yüksek işlem kapasitesine ve kararlılığa sahip olacağını öngörüyor.