Schrödinger’in Kedisi Kuantum Bilgisayarının Yaratılmasına Yardımcı Olacak
Belki de hem canlı hem cansız olan, çoğu zaman sebepsiz yere tamamen anılan bu “kedi”den artık bıktınız. Ama durum böyle değil.
Bozonik kedi kübitleri (elbette ki isimlerini ünlü kediden alıyorlar, o olmasaydı ne yapardık) durumların, zorunlu olarak zıt fazlarda (yaşam ve ölüme benzetilerek) üst üste bindirildiği özel kübitlerdir. Diğer kübitlerde fazlar karışık olabilir.
Kedi kübitlerinin iyi tarafı, belirli tipteki hatalara karşı çok dirençli olmalarıdır. Bu özellik yeni kübitlerde kullanılıyor.
Schrödinger’in kedisinden esinlenen teknoloji sayesinde kuantum bilgisayarları daha az bileşenle üretilebilir. Amazon Web Services’tan bir araştırma ekibi, kuantum bilgisayarların hata düzeltme yeteneğini geliştirmek için “bozonik kedi kübitlerini” kullandı.
Nature dergisinde yayımlanan bir makalede, donanım yükünün azaltılmasını gerektiren kuantum hata düzeltmesinin bir gösterimi sunulmaktadır.
Sistem, kuantum sistemlerini etkileyebilecek belirli tipteki gürültü ve hatalara karşı dayanıklı olacak şekilde tasarlanmış, kedi kübitleri (kübitler, klasik hesaplama bitlerinin kuantum eşdeğeridir) kullanıyor.
Bu yaklaşım, kuantum hata düzeltmesini başarmak için diğer tasarımlara kıyasla daha az bileşen gerektirir.
Schrodinger’in Kedisi Kübitleri Hatalardan Nasıl Koruyor?
Kuantum bilgisayarları hataya meyillidir, bu da onların hesaplama potansiyellerini sınırlar. Kuantum hata düzeltme, bilgileri birden fazla kübite dağıtarak hataların azaltılmasına yardımcı olan ve hesaplamayı bozmadan hataların belirlenmesini ve düzeltilmesini sağlayan bir tekniktir.
Ancak kuantum hata düzeltmesine yönelik yaklaşımların çoğu, yeterli hata koruması sağlamak için genellikle çok sayıda ek kübite güvenir ve bu da genel verimlilikte bir düşüşe neden olabilir.
Yeni çalışmada bilim insanları, “bozonik kedi kübiti” adı verilen bir kübit türünü kullanarak kuantum hata düzeltmeyi uygulamanın potansiyel olarak daha verimli bir yolunu araştırıyor.
Bu kedi kübitleri, donanım düzeyinde, bir tür hataya (bit çevirme adı verilir) karşı oldukça dirençlidir; buna karşın, başka bir tür hatanın (faz çevirme adı verilir) oluşma olasılığı daha yüksektir.
Bu hata eğilimi, araştırmacıların yalnızca faz değiştirme hatalarıyla ilgilenmeye odaklanan kuantum hata düzeltme kodları tasarlamalarına olanak tanır ve bunun sonucunda daha az ek kübit gerektiren, genel olarak çok daha verimli bir tasarım ortaya çıkar.
Yazarlar, beş kedi-kübit hata düzeltme kodu için hataların çevrim başına %1,75’ten %1,65’e kadar bastırıldığı gösterilen bir kedi-kübit dizisi kullanarak süperiletken bir kuantum devre aygıtı göstermektedir.
Daha önce diğer hata düzeltme kodlarıyla hata bastırmayı başarmak için onlarca ek kübite ihtiyaç duyuluyordu.
Bu sonuçlar, bozonik kedi kübitlerinin kullanılmasının, hata toleranslı kuantum hesaplamanın etkili bir yolu olabileceğini göstermektedir.
Yazarlar, sistemin ölçeklenebilirlik potansiyeline sahip olduğunu ve bunu verimli bir şekilde gerçekleştirdiğini öne sürüyorlar, ancak pratik kuantum hesaplama uygulamalarına olanak tanıyacak bir düzeyde performansın artırılması için daha fazla iyileştirmeye ihtiyaç duyulduğunu belirtiyorlar.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Schrödinger’in Kedisi Kuantum Bilgisayarının Yaratılmasına Yardımcı Olacak