Nöbetçi Eczaneler
Kuantum hesaplama alanında yeni bir gelişme yaşandı. Harvard ve MIT liderliğindeki bilim insanları, 3.000’den fazla kuantum bitine (kübit) sahip ve iki saatten uzun süre kesintisiz çalışan bir kuantum sistemi geliştirdi. Nature dergisinde yayımlanan çalışmada, sistemin yeniden başlatma gerektirmeden sürekli çalışabilmesiyle kuantum hesaplamada yeni bir dönemin kapısı aralandı.
“Bu yöntemin çok daha büyük ölçeklerde de işe yarayacağı açık”
Harvard Üniversitesi’nden Prof. Mikhail Lukin, “3.000 kübitlik bir sistemle sürekli çalışmayı gösterdik. Bu yöntemin çok daha büyük ölçeklerde de işe yarayacağı açık” dedi. Çalışma, Lukin ve MIT’den Prof. Markus Greiner ile Prof. Vladan Vuletic’in ortak başkanlığında yürütüldü ve Harvard-MIT laboratuvarlarından doğan QuEra Computing girişimiyle iş birliği içinde gerçekleştirildi.
Geleneksel bilgisayarların bilgiyi 0 ve 1’lerden oluşan bitlerle kodladığını hatırlatan araştırmacılar, kuantum bilgisayarların atom altı parçacıkların süperpozisyon özelliğinden yararlanarak aynı anda çok daha fazla bilgi işleyebildiğini vurguladı. Ancak sistemlerdeki en büyük sorunlardan biri olan “atom kaybı”, uzun süreli çalışmanın önündeki en büyük engel olarak görülüyordu.
“Bu, atom kaybının yarattığı temel darboğazı ortadan kaldırıyor”
Harvard doktora öğrencisi ve makalenin ortak yazarı Elias Trapp, geliştirdikleri sistemin bu sorunu çözdüğünü belirterek, “Sistemdeki bilgiyi yok etmeden, kaybolan atomların yerine yenilerini ekleyebiliyoruz. Bu, atom kaybının yarattığı temel darboğazı ortadan kaldırıyor” dedi.
Araştırma ekibi, “optik kafes konveyör bantları” ve “optik cımbızlar” adı verilen lazer tabanlı teknolojilerle saniyede 300.000 atoma kadar yeniden yükleme yapabilen bir sistem kurdu. Böylece 3.000 kübitlik dizinin iki saatten uzun süre kararlı şekilde çalışması sağlandı.
Lukin, “Sistemin sürekli çalışabilmesi, kaybolan kübitleri anında değiştirme yeteneğini de beraberinde getiriyor. Bu, kübit sayısından bile daha kritik bir gelişme olabilir” ifadelerini kullandı.
Araştırmacılar, sonraki adımda bu sistemi gerçek kuantum hesaplamalarda kullanmayı hedefliyor. Harvard fizik doktora öğrencisi Neng-Chun Chiu, “Bu başarıyı mümkün kılan şey, ölçeği büyütürken kuantum bilgisini korumamız ve tüm süreci yeterince hızlı hale getirmemiz oldu” dedi.
“Atomik kuantum bilgisayarını çalışırken yeniden yapılandırabiliyoruz”
Aynı hafta yayımlanan başka bir Nature makalesinde Caltech ekibi 6.100 kübitlik bir sistem tanıtsa da, bu sistem yalnızca 13 saniye boyunca çalışabildi. Harvard-MIT ekibinin başarısı bu açıdan fark yaratıyor.
Lukin, “Atomik kuantum bilgisayarını çalışırken yeniden yapılandırabiliyoruz. Sistem adeta canlı bir organizmaya dönüşüyo,” ifadeleriyle çalışmanın önemini vurguladı.
Ekip ayrıca hata düzeltme yöntemlerini içeren yeni bir kuantum mimarisi de geliştirdi. Lukin, “Artık milyarlarca işlemi günlerce sürdürebilen kuantum bilgisayarları düşünmek hayal değil. Bu hedef ilk kez gözlerimizin önünde” dedi.
Araştırma, ABD Enerji Bakanlığı, Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA), Ordu Araştırma Ofisi, Ulusal Bilim Vakfı ve İstihbarat İleri Araştırma Projeleri Faaliyetleri tarafından desteklendi.