Kuantum hesaplamadaki son gelişmeler, Google’ın 67-qubit Sycamore işlemcisinin en hızlı klasik süper bilgisayarlardan daha iyi performans gösterebileceğini ortaya çıkardı. Nature dergisinde 9 Ekim 2024’te yayınlanan bir çalışmada ayrıntıları verilen bu buluş, kuantum hesaplamada “zayıf gürültü aşaması” olarak bilinen yeni bir aşamaya işaret ediyor.
Zayıf Gürültü Aşamasını Anlamak
Google Quantum AI’dan Alexis Morvan’ın öncülük ettiği araştırma, kuantum işlemcilerin hesaplama açısından karmaşık olan bu kararlı aşamaya nasıl girebileceğini gösteriyor. Bu aşamada Sycamore çipi, geleneksel süper bilgisayarların performans yeteneklerini aşan hesaplamaları yürütme yeteneğine sahiptir. Google temsilcilerine göre bu keşif, kuantum teknolojisinin gerçek dünyadaki uygulamalarına yönelik, klasik bilgisayarlar tarafından kopyalanamayan önemli bir adımı temsil ediyor.
Kuantum Hesaplamada Qubitlerin Rolü
Kuantum bilgisayarlar, hesaplamaları paralel olarak gerçekleştirmek için kuantum mekaniğinin ilkelerinden yararlanan kübitlerden yararlanıyor. Bu, bitlerin bilgiyi sırayla işlediği klasik hesaplamayla keskin bir tezat oluşturuyor. Kübitlerin üstel gücü, kuantum makinelerinin, klasik bilgisayarların binlerce yıl sürecek sorunları saniyeler içinde çözmesine olanak tanıyor. Ancak kübitler girişime karşı oldukça hassastır ve bu da daha yüksek bir başarısızlık oranına yol açar; örneğin, klasik sistemlerdeki bir milyar milyar bitte 1 gibi inanılmaz derecede düşük bir başarısızlık oranına kıyasla, yaklaşık 100 kübitten 1’i başarısız olabilir.
Zorlukların Üstesinden Gelmek: Gürültü ve Hata Düzeltme
Potansiyele rağmen kuantum hesaplama, başta kübit performansını etkileyen gürültü olmak üzere önemli zorluklarla karşı karşıyadır. WordsSideKick.com’a göre, “kuantum üstünlüğünü” elde etmek için, özellikle kübit sayısı arttıkça etkili hata düzeltme yöntemleri gereklidir. rapor. Şu anda en büyük kuantum makineleri yaklaşık 1.000 kübite sahiptir ve ölçek büyütmek karmaşık teknik engeller ortaya çıkarmaktadır.
Deney: Rastgele Devre Örneklemesi
Son denemede Google araştırmacılar süperiletken kübitlerden oluşan iki boyutlu bir ızgaranın performansını değerlendirmek için rastgele devre örneklemesi (RCS) adı verilen bir teknik kullandı. RCS, kuantum bilgisayarların yeteneklerini klasik süper bilgisayarlarla karşılaştırmak için bir kıyaslama görevi görüyor ve kuantum hesaplamadaki en zorlu kıyaslamalardan biri olarak kabul ediliyor.
Bulgular, araştırmacıların gürültü seviyelerini manipüle ederek ve kuantum korelasyonlarını kontrol ederek kübitleri “zayıf gürültü aşamasına” geçirebileceklerini gösterdi. Bu durumda hesaplamalar yeterince karmaşık hale geldi ve Sycamore çipinin klasik sistemlerden daha iyi performans gösterebileceğini gösterdi.