Yeni hata düzeltme hilesi kuantum bilgisayarları 200 kat daha küçük hale getirebiliyor. Bir basın bülteninde, Fransız Ulusal Araştırma Laboratuvarı INRIA’daki araştırmacılar ve ABD merkezli donanım geliştiricisi Alice & Bob tarafından uygulanan yeni hata düzeltme yaklaşımının kuantum hesaplamayı dağıtıma yaklaştırabileceği belirtildi. Araştırmacılar, 1.500 kadar az fiziksel kübit ile 100 güvenilir mantıksal kübit oluşturduklarını iddia ediyor.
Hatasız mantıksal kübitler ne anlama geliyor?
Kuantum bilgisayarlar bilgiyi depolamak ve işlemek için kuantum bitleri veya kubitleri kullanıyor. Geleneksel hesaplamalarda kullanılan ve sıfır veya bir olarak bulunan dijital bitlerin aksine, kübitler süperpozisyon adı verilen her iki durumda da aynı anda mevcut olabiliyor. Ek olarak kübitler birbirine kuantum mekaniksel olarak bağlanabiliyor ve bu da onlara klasik bilgisayarlarda gözlemlenmeyen bilgi işlem yetenekleri kazandırıyor.
Bu nedenle Kuantum bilgisayarlar karmaşık hesaplamaları nispeten kısa sürede gerçekleştirebilmekte. Mühendislik daha önce kuantum bilgisayarların klasik bilgisayarların 48 yıl sürecek hesaplamaları nasıl tamamladığını bildirmişti. Ancak hesaplamaların hızlı temposu, düzeltilmesi gereken hataların dezavantajını da beraberinde getiriyor. Bu, kuantum bilgisayarların benimsenmesinde büyük bir engel olmuştu.
Bu alandaki önceki araştırmalar, hesaplamalarında hata olmayan, güvenilir bir mantıksal kübit oluşturmak için yaklaşık 1000 fiziksel kübit gerektiğini göstermişti. Basın bülteninde, bu ölçekte Shor’un algoritması gibi bir uygulamayı çalıştırmak için 20 milyon kübit gerekeceği belirtildi. Bu, kuantum hesaplama için gereken altyapıyı artırarak dağıtımını olanaksız hale getiriyor. Araştırmacılar, hatasız mantıksal kübitler oluşturmak için gereken fiziksel kübitlerin sayısını azaltmak için çalışıyor. Yaklaşımlardan biri faz kaymalarını veya tek boyutlu hata düzeltme kodunu düzeltmek. Alice & Bob’daki araştırmacılar daha önce bu yaklaşımın Shor’un algoritmasını çalıştırmak için gereken fiziksel kübit sayısını 60 kat artışla 350.000’e düşürebileceğini göstermişti.
Başka bir yaklaşımda araştırmacılar, bilgi aktarımı ve paylaşımındaki hataları düzeltmek için donanım gereksinimlerini azaltan bir hata düzeltme kodları sınıfı olan düşük yoğunluklu eşlik kontrollerini (LDPC) kullandı. Alice & Bob ve Inria’daki araştırmacılar, kuantum hesaplamada yeni bir başarı elde etmek için bu iki yaklaşımı birleştirdi.
Geçen yıl yayınlanan bir makalede IBM, hata düzeltme için LDPC’nin kullanılmasını da önerdi. Ancak şirketin yaklaşımı, uzun menzilli kubit bağlantısı ve yüksek ağırlıklı stabilizatörleri içeriyordu. Alice ve Bob, yaklaşımlarının kısa menzilli, yerel kübit etkileşimlerini ve düşük ağırlıklı dengeleyicileri kullandığını, böylece paralel mantıksal kapıların ek donanım olmadan uygulanmasına izin verdiğini iddia ediyor.