Amazon Web Services araştırmacıları, daha az ek kübit kullanarak kuantum hata düzeltme sürecini optimize eden yeni bir teknoloji geliştirdi.
Kuantum bilgisayarlar, karmaşık problemleri klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı çözme potansiyeline sahip olsa da hata yapmaya oldukça yatkın cihazlar. Bu hatalar, sistemin istenilen sonucu vermesini engelliyor. Ancak Amazon Web Services (AWS) araştırmacıları, Schrödinger’in kedisi kavramından ilham alarak hata düzeltme sürecini daha verimli hale getirebilecek yeni bir teknoloji geliştirdi. “Bozon kedi kübitleri” adı verilen bu yapı, kuantum bilgisayarların hata düzeltme kapasitesini artırarak daha az bileşenle daha güvenilir çalışmasını sağlıyor. Araştırma sonuçları 26 Şubat 2025’te Nature dergisinde yayınlandı.
Kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarlarda kullanılan “bit” yerine “kübit” adı verilen temel bilgi birimleriyle çalışıyor. Ancak bu kübitler, çevresel etkilere karşı son derece hassas olduğundan kolayca hata yapabiliyor. Bu hataları düzeltmek için genellikle fazladan çok sayıda kübit eklemek gerekiyor, ancak bu durum sistemin karmaşıklığını ve kaynak tüketimini artırıyor. Araştırmacı Harald Putterman ve ekibi, daha az bileşenle hata düzeltme yapabilecek yeni bir yöntem geliştirerek bu soruna bir çözüm sundu.
Bozon kedi kübitleri, doğrudan donanım seviyesinde belirli hatalara karşı oldukça dirençli olacak şekilde tasarlandı. Özellikle “bit kayması” adı verilen bir hata türüne karşı dayanıklı olan bu kübitler, diğer bir hata türü olan “faz kaymasına” daha yatkın hale geliyor. Bit kayması, bir kübitin 0’dan 1’e veya 1’den 0’a yanlışlıkla değişmesi durumu. Faz kayması ise kübitin süperpozisyon halinde olduğu durumlarda faz bilgisinin bozulması anlamına geliyor. Bit kayması, klasik bilgisayarlardaki veri hatalarına benzer şekilde düşünülebilirken, faz kayması yalnızca kuantum bilgisayarlara özgü bir hata türü.
Faz kaymaları, kuantum bilgilerin hassas hesaplamalar yapmasını engelleyebilir ve algoritmaların doğru sonuç vermesine mani olabilir. Bu nedenle kuantum hata düzeltme teknikleri, genellikle her iki tür hatayı da en aza indirmeye yönelik geliştiriliyor. Ancak bu durum, araştırmacıların sadece faz kaymalarını düzeltecek şekilde hata düzeltme kodları tasarlamasına olanak tanıyor. Bu sayede, geleneksel hata düzeltme yöntemlerine kıyasla çok daha az ek kübit kullanılarak hata oranları düşürülebiliyor.
Ekip, geliştirdiği sistemle beş kedi kübitinin kullanıldığı bir hata düzeltme mekanizması oluşturdu ve bu mekanizmanın hata oranlarını yüzde 1,75’ten yüzde 1,65’e düşürdüğünü gösterdi. Önceki hata düzeltme sistemlerinde benzer bir başarı elde edebilmek için onlarca ek kübit kullanılması gerekiyordu. Bu sonuçlar, bozon kedi kübitlerinin daha verimli bir hata düzeltme yöntemi sunduğunu kanıtlıyor.
Araştırmacılar, bu teknolojinin ölçeklenebilir olduğunu ve ilerleyen dönemlerde daha büyük ve güçlü kuantum bilgisayarlar geliştirmek için kullanılabileceğini belirtiyor. Ancak sistemin pratik uygulamalar için yeterli seviyeye ulaşması adına daha fazla optimizasyon gerektiği de vurgulanıyor. Eğer bu çalışmalar başarıyla tamamlanırsa, kuantum bilgisayarların hata düzeltme süreçlerinde devrim yaratabilecek yeni bir teknoloji ortaya çıkmış olacak.
Kaynak: Nature
