Harvard ve MIT’nin ortak çalışmasında 3 binden fazla kuantum bit içeren ve iki saatten uzun süre çalışabilen bir sistem geliştirildi.
Harvard Üniversitesi öncülüğünde yürütülen bir çalışma, kuantum bilgisayarların geleceğine dair önemli bir kilometre taşını temsil ediyor. Araştırmacılar, 3 binden fazla kuantum biti (kübit) içeren ve iki saatten uzun süre kesintisiz çalışabilen bir sistem geliştirdiklerini duyurdu. Bu, atom kaybı gibi en temel teknik engellerden birinin aşılması anlamına geliyor ve kuantum bilgisayarların laboratuvar sınırlarından çıkmasının önünü açıyor.
Klasik bilgisayarlar veriyi sıfır ve birlerden oluşan bitlerle saklarken, kuantum bilgisayarlar atomların alt parçacıklarını ve kuantum fiziğinin süperpozisyon özelliklerini kullanıyor. Kübitler aynı anda hem “0” hem “1” durumunda bulunabiliyor ve işlem gücü artıyor. Ancak bugüne kadar büyük ölçekli kuantum sistemleri kurmanın önündeki en büyük engellerden biri, nötr atom tabanlı sistemlerde “atom kaybı” olmuştu. Deneylerde kübitler kaybolduğunda ya da bilgilerini yitirdiğinde, sistemi durdurup atomları yeniden yüklemek gerekiyordu.
Mikhail Lukin, Jinen (Tim) Guo,
Mohamed Abobeih ve Elias Trapp. (Harvard)
Atom kaybını telafi eden sürekli çalışma sistemi
Harvard ve MIT’li fizikçiler, Nature dergisinde yayınladıkları yeni makalede, bu sorunu aşmak için “optik kafes taşıyıcı bantları” ve “optik cımbızlar” olarak bilinen lazer sistemlerini kullandıklarını açıkladı. Bu teknoloji, saniyede 300 bin atoma kadar yeniden yükleme yapabiliyor. Böylece kaybolan kübitler sistem bozulmadan, mevcut kuantum bilgisi zarar görmeden yerine konabiliyor. Araştırmanın kıdemli yazarlarından Prof. Mikhail Lukin, “3 bin kübitlik bir sistemde kesintisiz çalışmayı gösterdik ama bu yaklaşımın çok daha büyük sayılar için de işe yarayacağı açık” dedi.
Yeni sistem iki saatten fazla bir süre boyunca çalıştırıldı ve bu süre içinde 50 milyondan fazla atom yenilendi. Araştırmacılar, teorik olarak sistemin süresiz çalışabileceğini belirtiyor. Bu, Caltech’ten bir ekibin geçtiğimiz günlerde tanıttığı 6 bin 100 kübitlik ancak 13 saniye çalışabilen sistemle karşılaştırıldığında önemli bir fark yaratıyor.
Harvard-MIT ekibi, aynı hafta yayınladıkları başka makalelerde yeniden yapılandırılabilir atom dizileriyle kuantum mıknatısların simülasyonunu ve yeni hata düzeltme yöntemlerini de tanıttı. Böylece işlemci bağlantıları hesaplama sırasında değiştirilebiliyor; bu durum, bugünkü cep telefonu ya da masaüstü işlemcilerinde mümkün değil. Lukin, bu mimarinin “adeta canlı bir organizma gibi” olduğunu belirterek, çok sayıda işlemi günlerce sürdürebilecek kuantum bilgisayarların artık gerçek hayatta bir karşılığı olduğunu ifade etti.
Kaynak: Harvard Üniversitesi
