Kuantum bilgisayarlarda hata oranlarını azaltmak için bazen daha fazlası daha iyidir. Daha fazla kübit, yani.
Kuantum bilgisayarını oluşturan kuantum bitleri veya kübitler, düzeltilmediği takdirde bir hesaplamayı işe yaramaz hale getirebilecek hatalara eğilimlidir. Bilim adamları bu hata oranını azaltmak için kendi hatalarını düzeltebilen bir bilgisayar yapmayı hedefliyor. Böyle bir makine, birden çok yanılabilir kübitin güçlerini, hesaplamalar yapmak için kullanılabilecek “mantıksal kübit” adı verilen gelişmiş tek bir kübitte birleştirir (SN: 22/6/20).
Bilim adamları artık kuantum hata düzeltmesinde önemli bir dönüm noktası gösterdiler. Google’daki araştırmacıların 22 Şubat’ta Nature’da yayınladığı rapora göre, mantıksal bir kübitteki kübit sayısını artırmak onu daha az hataya açık hale getirebilir.
Bilim Haberlerinden En Son Haberler İçin Kaydolun
Gelen kutunuza gönderilen en son Science News makalelerinin başlıkları ve özetleri
kayıt olduğunuz için teşekkürler!
Kaydolmanızda bir sorun oluştu.
Geleceğin kuantum bilgisayarları, en güçlü geleneksel bilgisayarlar için bile imkansız olan sorunları çözebilir (SN: 29/6/17). Bu güçlü kuantum makinelerini inşa etmek için araştırmacılar, hata oranlarını önemli ölçüde azaltmak için hata düzeltmeyi kullanmaları gerektiği konusunda hemfikir. Bilim adamları daha önce küçük ölçekli kuantum bilgisayarlardaki basit hataları tespit edip düzeltebildiklerini göstermiş olsalar da, hata düzeltme henüz başlangıç aşamasındadır (SN: 10/4/21).
Google Quantum AI’dan fizikçi Julian Kelly bir haberde, yeni ilerlemenin, araştırmacıların tamamen hatası düzeltilmiş bir kuantum bilgisayarı oluşturmaya hazır oldukları anlamına gelmediğini, “ancak, bunun gerçekten mümkün olduğunu, hata düzeltmenin temelde işe yaradığını gösterdiğini” söyledi. 21 Şubat brifing.
Google’ınki gibi kuantum bilgisayarlar, kuantum işlemciyi (buzdolabının altına kuruludur) soğuk sıcaklıklara kadar soğutabilen bir seyreltme buzdolabına (resimde) ihtiyaç duyar.Google Quantum AI
Mantıksal kübitler, bilgileri birden çok fiziksel kübitte yedekli olarak depolar. Bu fazlalık, bir kuantum bilgisayarın herhangi bir hata olup olmadığını kontrol etmesine ve bunları anında düzeltmesine olanak tanır. İdeal olarak, mantıksal kübit ne kadar büyükse, hata oranı o kadar küçük olmalıdır. Ancak orijinal kübitler çok hatalıysa, daha fazlasını eklemek çözdüğünden daha fazla soruna neden olur.
Google’ın Sycamore kuantum çipini kullanan araştırmacılar, biri 17 kübitten, diğeri 49 kübitten oluşan iki farklı boyutta mantıksal kübit üzerinde çalıştılar. Araştırmacılar, cihazı oluşturan orijinal fiziksel kübitlerin performansında sürekli iyileştirmeler yaptıktan sonra, hala gözden kaçan hataları sıraladılar. Araştırmacılar, daha büyük mantıksal kübitin, daha küçük mantıksal kübitin yaklaşık yüzde 3,0 oranına kıyasla, hata düzeltme turu başına yaklaşık yüzde 2,9 daha düşük bir hata oranına sahip olduğunu buldu.
Bu küçük gelişme, bilim adamlarının nihayet, hata düzeltmenin hataları ölçeklendirerek susturmaya başlayabileceği rejime sessizce girdiğini gösteriyor. Araştırmaya dahil olmayan ETH Zürih’ten fizikçi Andreas Wallraff, “Bu, ulaşılması gereken büyük bir hedef” diyor.
Bununla birlikte, sonuç, bilim adamları büyüdükçe hata düzeltmenin geliştiğini göstermenin zirvesindedir. Kuantum bilgisayarının performansının bir bilgisayar simülasyonu, mantıksal kübitin boyutu daha da artırılırsa, hata oranının aslında daha da kötüleşeceğini öne sürüyor. Bilim adamlarının hata düzeltmenin faydalarından gerçekten yararlanmalarını sağlamak için orijinal hatalı kübitlerde ek iyileştirme yapılması gerekecek.
Wallraff, yine de, kuantum hesaplamadaki dönüm noktalarına ulaşmanın o kadar zor olduğunu ve sırıkla atlama gibi ele alındığını söylüyor. Sadece çıtayı zar zor geçmeyi hedefliyorsunuz.
