Oxford Üniversitesi’nden fizikçiler, tek bir kuantum bitinin (kübit) kontrolündeki doğruluk oranını tarihin en düşük seviyesine indirdi. Elde edilen yüzde 0,000015 hata oranı, yaklaşık 6,7 milyon işlemde yalnızca bir hata anlamına geliyor. Bu seviye, bir kişinin yılda yıldırım çarpmasına uğrama ihtimalinden bile daha düşük.
EN HASSAS İŞLEM
Araştırma sonuçları, Physical Review Letters dergisinde yayımlanmak üzere kabul edildi. Oxford ekibinin daha önce 2014’te ulaştığı 1 milyonda 1 oranındaki rekor, bu yeni çalışmayla neredeyse on kat iyileştirildi.
Yeni ölçüt, pratik ve sağlam kuantum bilgisayarlarının inşası için önemli bir kilometre taşı olarak görülüyor. Çünkü milyonlarca işlem gerektiren kuantum hesaplamalarında hata oranı yükseldikçe sonuçların güvenilirliği düşüyor ve hata düzeltme için daha fazla kübit gerekebiliyor.
KÜÇÜK, HIZLI VE VERİMLİ
Araştırma ekibi, hata oranını düşürerek sadece sistemin doğruluğunu artırmakla kalmadı, aynı zamanda kuantum bilgisayarlarının boyut ve maliyetinde de kayda değer bir düşüş potansiyeli sundu. Daha az hata, daha az düzeltme altyapısı anlamına geliyor. Bu da daha küçük, daha hızlı ve daha verimli kuantum sistemleri demek.
Kübit kontrolündeki bu hassasiyet, yalnızca kuantum bilgisayarlar için değil; kuantum saatler ve sensörler gibi diğer kuantum teknolojileri için de önemli katkılar sağlayacak.
YENİ KONTROL YAKLAŞIMI
Oxford ekibi, bu başarıyı lazerler yerine mikrodalga sinyallerle kontrol edilen kalsiyum iyonlarını kullanarak elde etti. Kalsiyum iyonları, uzun ömürlü yapıları sayesinde kuantum bilgi depolamak için doğal bir tercih olurken; mikrodalga kontrollü sistemler, lazerlere kıyasla daha kararlı, ucuz ve entegre edilebilir yapılarıyla dikkat çekiyor.
Deneylerin oda sıcaklığında ve manyetik kalkanlama olmadan yapılması ise, bu teknolojinin pratik kullanımını daha da mümkün kılıyor.
İKİLİ KAPILARDA YOL UZUN
Uzmanlar, bu başarıya rağmen henüz tüm sorunların çözülmediği konusunda uyarıyor. Bir kuantum bilgisayarın çalışabilmesi için hem tekli hem de ikili (iki kübitli) kapılara ihtiyaç var. Ancak bugüne kadar yapılan en iyi gösterimlerde bile iki kübitli kapılar 2000'de 1 hata oranına sahip. Bu oranların da düşürülmesi, tamamen hataya dayanıklı kuantum makinelerinin inşası için kritik önem taşıyor.
ULUSAL PROGRAM DESTEĞİ
Çalışma, Oxford Üniversitesi Fizik Bölümü’nden Molly Smith, Aaron Leu, Dr. Mario Gely ve Prof. David Lucas tarafından, Osaka Üniversitesi'nden Dr. Koichiro Miyanishi'nin katkısıyla yürütüldü. Ekip, Birleşik Krallık Ulusal Kuantum Teknolojileri Programı kapsamında faaliyet gösteren Kuantum Hesaplama ve Simülasyon (QCS) Merkezi’nin bir parçası olarak çalışmalarını sürdürüyor.
2019’da Oxford araştırmacılarının kurduğu Oxford Ionics şirketi, bu alandaki teknolojik gelişmeleri ticarileştirme hedefiyle ilerliyor ve yüksek performanslı hapsolmuş iyon kübit platformlarında küresel liderlerden biri olarak kabul ediliyor.
