ABD’deki çalışmada, bir kuantum bilgisayarın geleneksel bilgisayardan daha verimli şekilde problem çözebileceği bir kez daha kanıtlandı.
Araştırmacılar, kuantum bilgisayarların bellek üstünlüğünü kanıtlamak için bir oyun deneyi kurdu. Yapılan 10 bin denemenin ardından, aynı işi yapmak için bir klasik bilgisayarın en az 62 bit belleğe ihtiyaç duyduğu, kuantum cihazının ise yalnızca 12 kubit kullandığı ortaya çıktı.
Yalnızca 0 veya 1 olabilen klasik bitler yerine kuantum makineleri, birden fazla durumda var olabilen ve geleneksel muadillerine kıyasla katlanarak daha fazla bilgi depolayabilen kubitler kullanır. Ancak bir kuantum bilgisayarın bu bellek avantajına gerçek dünyada erişebildiğini kanıtlamak, iki nedenden ötürü büyük zorluk teşkil ediyor.
İlk olarak, başarılı herhangi bir gösterim, gerçekçi kuantum donanımı üzerinde uygulanabilir olmalı. İkinci olarak ise, gelecekteki hiçbir klasik algoritmanın aynı performansı sağlayamayacağına dair koşulsuz bir matematiksel kanıt bulunmalı.
Henüz arXiv ön baskı sunucusunda yayınlanan yeni çalışmada, Teksas Üniversitesi – Austin’deki bilim insanları, bu kuantum üstünlüğü başarısını nasıl elde ettiklerini anlatıyor.
Araştırmacılar, bellek avantajını test etmek için karmaşık bir matematiksel görev oluşturdu. Deneyleri, kuantum sisteminin Alice ve Bob olarak adlandırılan iki parçası arasında bir oyun gibiydi. Alice’in görevi, bir kuantum durumu oluşturup mesaj olarak Bob’a göndermekti. Bob ise, ne olduğunu anlamak için mesajı ölçmek zorundaydı. Amaç, Alice mesajı hazırlamayı bitirmeden önce Bob’un durumu tahmin edebileceği kadar doğru bir süreç oluşturmaktı.
Araştırmacılar bu süreci 10 bin bağımsız deneme üzerinden optimize etti. Bulgular, bir klasik bilgisayarın aynı başarı oranıyla görevi tamamlamak için en az 62 bit belleğe ihtiyaç duyacağını ortaya koydu. Kuantum cihazı ise aynı işlemi yalnızca 12 kubit kullanarak gerçekleştirdi.
Makalede ekip, mevcut kuantum bilgisayarların, klasik bilgisayarların asla erişemeyeceği devasa bir bellek gücüne sahip olduğunu ilk kez doğrudan kanıtladıklarını ileri sürüyor. “Kuantum bilgi üstünlüğü” adını verdikleri bu başarı, kanıtlanmamış teorilere dayanmayan, somut ve yeni bir standart oluşturuyor.
Çalışma, bilim insanlarının kuantum bilgisayarların gücünü; kriptografiden, ilaç keşfine ve malzeme geliştirmeye kadar uzanan gerçek dünya uygulamalarında kullanmaya bir adım daha yaklaştırdı.
Kaynak: Phys.org
