Oxford Üniversitesi'ndeki araştırmacılar geçen hafta Nature dergisinde, yaklaşık iki metre arayla yerleştirilmiş iki kuantum bilgisayarı arasında veri aktarmak için kuantum ışınlanmasını nasıl kullandıklarını anlatan bir makale yayınladılar . Deneyin her bilgisayarın konumundan bağımsız olarak çalışması gerektiği için mesafenin önemsiz olduğunu iddia ediyorlar. Bu atılım, kuantum hesaplamadaki bir engeli kısmen çözdüğü için dikkat çekici.
Geleneksel bilgisayarlar gibi transistörler yerine kuantum bilgisayarlar kübitler kullanır. Kübitler potansiyel olarak transistörlerin açılıp kapanmasından daha fazla seçeneğe izin vererek çok daha karmaşık hesaplamaları kolaylaştırır. Ancak mühendisler henüz donanımı nasıl küçülteceklerini çözemediler ve karmaşık hesaplamaları gerçekleştirmek için on binlerce kübite ihtiyaç duyuluyor.
Bu arada, araştırmacılar birden fazla kuantum bilgisayarı tek bir birim olarak hareket edecek şekilde birbirine bağlamanın yollarını bulmaya çalışıyorlar. Bu fikir, geleneksel bilgisayarlarla dağıtılmış bilişime çok da benzemiyor; bir ağdaki birçok bilgisayarı tek bir problem üzerinde çalışmak üzere birbirine bağlamak. Protein katlanması bir örnektir. Aslında, araştırma makalesinin başlığı "Optik bir ağ bağlantısı üzerinden dağıtılmış kuantum bilişimi"dir.
Ancak kuantum bilgisayarları PC'lerin iletişim kurduğu şekilde iletişim kuramaz. İki (veya teorik olarak daha fazla) kuantum bilgisayarı arasında ağ kurmak için kuantum nesneleri gönderen ve alan uçlara yerleştirilmelidir. Bu nesneler daha sonra dolanık hale gelmelidir. Dolanıklık her iki kübiti de bilinmeyen ancak bağlı bir duruma getirir - Schrödinger'in Kedisi'ni düşünün. Kübitin durumu gönderen uçta ölçüldüğünde, dolanık alıcı kübit anında aynı duruma geçer.
a,b, (1) Dağıtılmış iSWAP (a) ve SWAP (b) devrelerinin CZ ayrıştırmaları, sırasıyla iki ve üç QGT örneğini içerir. (2) iSWAP (a) ve SWAP (b) kapıları için yeniden oluşturulan işlem matrisleri, sırasıyla %70(2) ve %64(2) ortalama kapı sadakati gösterir. c, Grover algoritması. (1) İki QGT örneğini içeren devre: ilki, belirli bir durumu, a'yı işaretleyen Grover oracle çağrısını uygular ve ikincisi difüzyon devresini uygular. (2) İşaretlenen durum başına Grover algoritmasının 500 tekrarından elde edilen ölçüm sonuçları; ortalama başarı olasılığı %71(1)'dir. Tüm hata çubukları bir standart sapmayı gösterir.
Kuantum hesaplamanın karmaşık işlemlerine derinlemesine girmeden, farklı konumlardaki iki veya daha fazla makinedeki kübitleri birbirine bağlama eylemi, bir kuantum ağı oluşturmanın mümkün olduğunu gösterir. Bu tür bağlantılar, daha karmaşık programları ve işlemleri yürütmek için gerekli ekstra kübitleri sağlayabilir.
Ayrıca, dolanık veriler daha doğru hesaplamalar sağlar. Bir kuantum bilgisayardan okuyabileceğimiz ve yorumlayabileceğimiz geleneksel bir makineye bilgi aktarmak daha yüksek bir hata oranı sunar - bilim insanlarının hafifletmek için uğraştığı bir başka engel. Kübit durumlarını bir kuantum bilgisayardan diğerine aktarmak kayıpsızdır, yani araştırmacıların bağlantılı bilgisayarlar bir sonuç döndürene kadar hatalar konusunda endişelenmelerine gerek kalmaz.
Bu atılımı başarmak için bilim insanları iki metrelik bir optik kabloyla birbirine bağlanan iki iyon tuzağı (aşağıda gösterilmiştir) oluşturdular. Her tuzak bir stronsiyum ve bir kalsiyum iyonu tutuyordu. Kalsiyum iyonu yerel bir bellek birimi olarak hareket ederken, stronsiyum kuantum ağının arayüzü olarak hareket etti. Optik kablo lazerlerin dolanıklığı başlatmak için foton ateşlemesine izin verdi.
Dolaşıklık her ateşlenen fotonla %100 başarılı olmasa da, bir başarısızlık iyonların durumlarını bozmadı, bu yüzden araştırmacılar tüm deneyi sıfırlamak zorunda kalmadan denemeye devam edebildiler. Dahası, dolaşıklık ölçülebilir bir foton üretti, bu da takıma dolaşıklığa ulaştığını, şanslı ve önemli bir yan ürün olduğunu işaret etti.
Bir kez dolanık hale getirildikten sonra, bilim insanı belirli kapı işlemlerini alıcı iyonlara "ışınlayabiliyordu". Grover'ın algoritmasını birçok kez test ettikten sonra, ekip basit ağın yaklaşık %70 oranında doğru hesaplamalar döndürdüğünü buldu. Ancak, hataların ışınlanma süreciyle ilgili olmadığını belirttiler. Beklendiği gibi, donanımın her iki ucundaki yerel işlemler hataları üretti. Ekip, ticari kuantum donanımını kullanmanın daha doğru sonuçlar vereceğine inanıyor.
Kuantum bilişiminde çığır açan bir gelişmedir ancak hala erken aşamalardadır. Işınlama mesafeyle sınırlı olmasa da, mevcut optik kablonun uzunluğuyla sınırlıdır. Mevcut optik altyapıyı kullanıp kullanamayacağı belirsizdir ancak ağ gürültüsünün bir sorun teşkil edebileceği düşünüldüğünde şüphelidir. Yine de, kuantum bilgisayarların anında veri alışverişi yapmasını sağlayacak bir yol geliştirmiş olmamız şaşırtıcıdır.
Kaynak :
https://www.techspot.com/news/106715-sc ... n-two.html