Kuantum bilgisayarların geleceğini belirleyen en büyük zorluklardan biri, işlemler sırasında ortaya çıkan hataların yönetimi ve hata düzeltme için ihtiyaç duyulan binlerce ek kübitin donanım yüküydü. Sidney Üniversitesi Nano Enstitüsü’nden bilim insanları, bu soruna GKP (Gottesman-Kitaev-Preskill) kodunu kullanarak önemli bir çözüm getirdi.
YENİ NESİL KAPILAR
Araştırmacılar, “kuantum hesaplamanın Rosetta Taşı” olarak anılan GKP kodu ile tek bir iterbiyum iyonunun doğal titreşimlerini mantıksal kübitler olarak kodlamayı ve bu kübitler arasında ilk kez dolanıklık kapıları kurmayı başardı. Çalışmada, klasik bilgisayarlardan farklı olarak bilgi işlemin temelini oluşturan kuantum mantık kapıları, iki “kuantum titreşimi” dolanık hale getirilerek tek bir atomda gerçekleştirildi.
DAHA AZ KÜBİTLE DAHA ÇOK GÜÇ
Geleneksel hata düzeltme sistemleri, daha fazla mantıksal kübit için hızla artan fiziksel kübit ihtiyacı nedeniyle pratikte kullanışlı büyük ölçekli kuantum bilgisayarlarını neredeyse imkânsız hale getiriyordu. Ancak, GKP koduyla yapılan bu yeni deney, verimliliği artırırken donanım yükünü ciddi şekilde azaltıyor. Araştırma ekibinden Dr. Tingrei Tan, “Deneylerimiz, GKP kübitleri için evrensel bir mantıksal kapı kümesinin ilk kez gerçekleştirildiğini gösterdi. Bunu, bir iyonun doğal titreşimlerini hassas şekilde kontrol ederek başardık” bilgisini paylaştı.
YENİ UFUKLAR AÇILIYOR
Çalışmanın başyazarı Vassili Matsos ise, “Etkili bir şekilde, iki hata düzeltilebilir mantıksal kübiti tek bir sıkışmış iyonda saklıyor ve aralarındaki dolanıklığı gösteriyoruz. Bu, kuantum teknolojisinde bir dönüm noktası” değerlendirmesinde bulundu. Ekip, bu başarıda kuantum kapılarını tasarlamak ve GKP kodunu korumak için Q-CTRL tarafından geliştirilen yazılımdan da faydalandı.
KÜÇÜK AMA GÜÇLÜ
Nature Physics’te yayımlanan bu çalışma, kuantum mantık kapılarının daha az kübit kullanılarak yüksek doğruluk ve verimlilikle yapılabileceğini gösteriyor. Böylece kuantum bilgisayarların büyük ölçekli ve pratik uygulamalarının önündeki donanım engeli aşılmaya başlandı.
