Kuantum hesaplama kavramını tanımlamak pek kolay değildir. Klasik bilgisayarlar bir veya sıfır temsil etmek için bitler kulanıyor. Kuantum bilgisayarlar birden fazla durumu temsil edebilen ve diğer kübitlerle bağlantı kurabilen kübitler kullanıyor. Sonuç, hesaplama kapasitesi açısından üstel olarak ölçeklenen bir bilgisayardır. Bu, kuantum bilgisayarları büyük matematiksel modeller için ideal hale getiriyor. Ayrıca hesaplamayla ilişkili basit genel gider görevlerini ele almak için uygun değildirler.
Kuantum bilişim ile geleceğin teknolojisi
Sonuç olarak, kuantum hesaplama, Grafik İşleme Birimi (GPU), Dijital Sinyal İşlemcisi (DSP) veya Alan Programlanabilir Kapı Dizisi (FPGA) gibi yeni bir hızlandırıcı teknoloji olarak daha iyi konumlandırılmıştır, ancak hesaplama performansı açısından çok daha büyük bir ölçektedir. Ancak kuantum bilgisayarlar, benzersiz hesaplama mimarisi nedeniyle özel kontrol mantığı ve bellek gerektiriyor. Ayrıca, neredeyse mutlak sıfırda, yani sıfır derece Kelvin veya -273,15 santigrat derecede çalışıyor. Bu nedenle büyük soğutma üniteleri de gereklidir.
Kuantum bilişimi de iki büyük zorlukla karşı karşıyadır: doğruluk ve ölçekleme. Hatalar hem kübitlerin kararlılığ hem de diğer kübitlerden kaynaklanan potansiyel girişimler yoluyla ortaya çıkar. Bir kübitin üst üste binme durumunda kararlılığını veya ömrünü korumak zordur ve birkaç milisaniye veya mikrosaniye ile sınırlı olabilir. Ek olarak, kübitler komşu kübitlerle etkileşime girebiliyor. Sonuç olarak, hesaplama doğruluğunu artırmak için hem ayrı ayrı hem de birlikte çalışmak üzere hata bastırma, düzeltme ve azaltma teknikleri geliştirilmektedir. Hata bastırma, kübitleri kontrol eden darbelerde değişiklikler yapmak gibi olası hataları telafi etmek için sistem ve devrelerin bilgisine dayalı ön uç işleme yapar.
Hata azaltma, bir gürültü modeline dayalı olarak son işlemedeki hataları düzeltir. Öte yandan hata düzeltme, yürütme sırasında hataları düzeltmek için birçok ek kübit gerektirir. Hata düzeltme, hataları ortadan kaldırmanın en etkili yolu olsa da önemli bir maliyeti vardır. Ancak, hata bastırma ve azaltma özelliği sayesinde kuantum bilişim, en büyük klasik süper bilgisayarlarda bile kolayca gerçekleştirilemeyecek düzeyde işlem yapılmasına olanak sağlıyor.
