Kaliforniya Üniversitesi, Riverside'da yapılan yeni bir araştırma, kuantum donanım tasarımında önemli bir değişime işaret ediyor. Kusursuz kuantum çipleri ve bağlantıları beklemek yerine, araştırmacılar artık mevcut teknolojinin daha büyük, hataya dayanıklı sistemlere anında entegre edilebileceğine dair kanıtlara sahipler. Bu, karmaşık, gerçek dünya sorunlarını büyük ölçekte çözebilen kuantum bilgisayarlarının dağıtım sürecini hızlandırabilir.
Araştırmacılar, kuantum bilgisayarlarının birbirine bağlı daha küçük yongalardan inşa edilebileceğini ve bu sistemlerin bağlantılar ve donanımlar kusurlu olsa bile güvenilir bir şekilde çalışabileceğini gösterdi . Bulgular, daha küçük birimlerden büyük kuantum sistemleri oluşturmak için temel oluşturuyor ve hata toleranslı kuantum bilgisayarlarını daha pratik hale getirmede önemli bir ilerlemeyi vurguluyor.
Kimya ve kriptografi gibi alanlardaki araştırmaları etkilemeye başlayan kuantum bilgisayarların büyük ölçekli hesaplama kapasiteleri şu anda sınırlı kalmaktadır. Temel kısıtlama, kuantum donanımının boyutu ve güvenilirliğidir. Geleneksel olarak, kuantum ilerlemesi ham kübit sayısıyla (klasik bitlerin kuantum eşdeğeri) ölçülmüştür. Ancak hata toleransı olmadan, bu ek kübitler kullanılabilir sonuçlar garanti etmez. Hata toleransı, bir sistemin hataları otomatik olarak tespit edip düzeltmesini sağlayan kritik bir özelliktir ve kuantum bileşenlerinin doğası gereği hataya açık olması nedeniyle bir zorunluluktur.
Bu yeni araştırma, ölçekleme problemine, her biri birleşik bir bütünün parçası olarak çalışmak üzere tasarlanmış birçok küçük çipten oluşan gerçekçi kuantum mimarilerini simüle ederek yaklaşıyor. UC Riverside Fizik ve Astronomi Bölümü'nde doktora adayı olan Mohamed A. Shalby liderliğindeki ekip, altı farklı modüler tasarımı test etmek için binlerce simülasyon kullandı. Modelleri, Google'ın mevcut kuantum altyapısından ilham alarak ve Google Quantum AI tarafından geliştirilen simülasyon araçlarından yararlanarak pratik parametreler içeriyordu.
Modüler kuantum bilgisayarlarındaki en büyük teknik engellerden biri, yongalar arasındaki gürültülü bağlantılardır. Bu, özellikle yongaların ayrı kriyojenik soğutucular arasında iletişim kurması gerektiğinde daha da büyük bir endişe kaynağıdır. Bu tür bağlantılar genellikle tek bir yonga içinde gerçekleştirilen işlemlerden çok daha fazla hataya yol açarak, hata düzeltme tekniklerinin etkinliğini ve kuantum sisteminin genel güvenilirliğini tehdit eder.
Ancak UC Riverside liderliğindeki ekip, çipler arası bağlantılar, çiplerin kendilerinden on kata kadar daha gürültülü olsa bile, her çip yüksek operasyonel doğruluk sağladığı sürece bir kuantum sisteminin etkili bir hata düzeltmesi gerçekleştirebileceğini keşfetti. Bu, ölçeklenebilir sistemler kurmak için gereken donanım gereksinimlerini etkili bir şekilde azaltarak, kuantum bilgisayarlarının yeteneklerini genişletmek için mükemmel bir mühendislik süreci beklemelerine gerek olmadığını gösteriyor.
Modellemelerinin büyük bir kısmı, mevcut kuantum araştırmalarında en yaygın kullanılan hata düzeltme tekniği olan yüzey koduna odaklanmıştır. Bu yöntemde, "yüzey kod çipleri" fiziksel kübitleri mantıksal kümeler halinde düzenler ve kuantum işlemlerinin doğal olarak biriktirdiği hatalara karşı koruma sağlamak için yedekliliğe güvenir. Çalışma, yüzey kod mimarisini kullanarak modüler sistemlerin, modüller arasında kusurlu bağlantılar olsa bile, yüksek doğruluklu mantıksal kübitleri sağlam bir şekilde kodlayabileceğini göstermiştir.
Kaynak :
https://www.techspot.com/news/109279-qu ... wless.html
