Avusturyalı fizikçiler, karmaşık matematiksel problemleri hesaplamak için fiziksel kübitlerin sayısını azaltan evrensel kuantum bilgisayarları oluşturmak için yeni bir mimari geliştirdiler. Bu, Innsbruck Üniversitesi basın servisi tarafından bildirildi.
“Bu mimari başlangıçta optimizasyon problemlerini çözmek için tasarlandı. Yaratılış sürecinde, sorunları olabildiğince çabuk çözmek için mümkün olduğunca basitleştirdik. Örneğin, sistemimizde fiziksel kübitler, tek bit veriyi değil, aralarındaki göreli mesafeyi kodlar. Bu bizi tüm hafıza hücreleri arasındaki etkileşim probleminden kurtarır.“, – dedi Innsbruck Üniversitesi (Avusturya) Wolfgang Lechner Profesörü.
Kuantum bilgisayarlarına, kuantum mekaniği ilkelerinin çalışmalarında uygulanması nedeniyle gücü çok hızlı büyüyen özel bilgi işlem cihazları denir. Kübitler olarak adlandırılan bellek hücreleri ve aynı anda hem sıfır hem de bir depolayabilen ilkel bilgi işlem modüllerinden oluşurlar.
Kural olarak, kübitler son derece sınırlı bir süre için bu durumda olabilir, çünkü çevreleyen dünyadaki nesnelerle rastgele etkileşimler, bulundukları kuantum durumunu yok edebilir ve onları komşu kuantum bellek hücreleriyle birleştiren bağları kırabilir. Bu, herhangi bir türden birkaç yüz veya binlerce kübit içeren karmaşık bilgisayarların yaratılmasının önündeki ana engellerden biridir.
Profesör Lechner ve meslektaşları, bu sorunu evrensel kuantum bilgisayarları oluşturmak için yeni bir mimariyle çözen alışılmadık bir yaklaşım geliştirdiler. Son sözle, bilim adamları, geleneksel bilgisayarlarla aynı mantıksal ilkelere göre hesaplamalar yapan kuantum bilgisayarları kastetmektedir.
Avusturyalı fizikçiler, bu tür bilgisayar sistemlerinin, sistemin fiziksel kübitlerinin çoğunun mantıksal bitleri değil, bir sağlama toplamı, komşu bilgi hücreleri arasındaki bir tür mesafeyi kodladığı matematiksel parite ilkesi temelinde inşa edilebileceğini keşfettiler. Bu, bazı türlerde iki kübitlik mantıksal işlemlerin tek bir fiziksel kübit üzerinde gerçekleştirilmesine izin verir ve ayrıca bellek hücrelerini parazitten korur.
Bu, iyonlara, süper iletkenlere, fotonlara ve soğuk atomlara dayalı makineler de dahil olmak üzere herhangi bir fiziksel kuantum bilgisayarında uygulanabilir. Bilim insanlarının hesaplamalarına göre oluşturacakları yaklaşım, Fourier dönüşümleri ve Shor algoritmasını kullanarak şifre kırma dahil birçok karmaşık kuantum hesaplamasını önemli ölçüde hızlandıracak.
Araştırmacılara göre, halihazırda Innsbruck Üniversitesi’nde geliştirilmekte olan deneysel bir kuantum bilgisayarda bu mimariyi hayata geçirmek için çalışıyorlar. Bilim adamları, kuantum hesaplama için bu yaklaşımın başarılı bir şekilde test edilmesinin, halihazırda var olan çoklu-kübitli sistemlerin pratik uygulanabilirlik kapsamını genişleteceği sonucuna vardı.