Dünya çapında üç ayrı araştırmacı ekibi gösterdi silikon tabanlı kuantum hesaplamaya daha önce beklenenden daha fazla yaşam. Bağımsız deneylerde ekipler, yüzde 99 doğruluk eşiğinin üzerinde çalışan kuantum mimarilerini sergilediler – hataya dayanıklı bilgi işlem gereksinimi ve kuantum sistemlerinin kullanımı için çok önemli bir kilometre taşı.
Avustralya, Hollanda ve Japonya’dan gelen üç ekip de bir ve iki kübitlik işlemlerde yüzde 99’un üzerinde doğruluk gösterdi – en basit kuantum matrisleri. Ancak yaklaşımları farklıdır. Delft Teknoloji Üniversitesi, Hollanda ve RIKEN Enstitüsü, Japonya ekipleri silikon kuantum nokta tabanlı sistemler işletti. Avustralya’daki New South Wales Üniversitesi ekibi, geleneksel mikroçipler yapmak için temel süreçlerden biri olan silikona iyon implantasyonu yoluyla iki fosfor çekirdeği sistemlerine bir elektron eşleştirerek üç kübitlik sistemlerini yarattı.
Farklı yaklaşımları nedeniyle ekipler farklı doğruluk seviyelerine ulaştı. Avustralya ekibi, üç kübitlik bir sistemde tek kübitlik işlemlerde yüzde 99.95 ve iki kübitlik işlemlerde yüzde 99.37 doğruluk gösterdi. Fizikçi Seigo liderliğindeki Hollanda ekibi, kuantum noktalarında tek kübitlik işlemler için yüzde 99.87 ve iki kübitlik işlemler için yüzde 99.65 doğruluk elde etti. Ve son olarak, Japonya’nın ekibi: RIKEN’den fizikçi Akito Noiri liderliğindeki, yine kuantum noktalarında tek kübitlik işlemler için yüzde 99.84 ve iki kübitlik işlemler için yüzde 99.51 doğruluk elde etti.
Kuantum bilgisayarlar, temel bilgi ikili bit birimine kuantum analogları kullanır. Qubitler benzersizdir çünkü süperpozisyon durumlarında var olabilirler, 0, 1 ve hem sıfır hem de bire karşılık gelen bilgileri aynı anda tutarlar. Kuantum bilgisayarların olasılıklara dayalı hesaplamalar yapmasını sağlar. Kuantum bilgisayarlar, deterministik bilgi işlem sistemlerinden daha fazla hataya eğilimlidir.
“Hatalar çok nadir olduğunda, onları tespit etmek ve oluştuklarında düzeltmek mümkün hale geliyor. Bu, anlamlı hesaplamaları işlemek için yeterli ölçeğe ve yeterli güce sahip kuantum bilgisayarlar inşa etmenin mümkün olduğunu gösteriyor” diye açıklıyor Avustralya araştırma ekibinin lideri fizikçi Andrea Morello. Yani şimdi bir ölçek sorunu haline geliyor.
Araştırmacılar, silikon tabanlı kuantum hesaplamada bu tür doğruluk seviyelerine ilk kez ulaştılar. Birçoğu, silikon tabanlı kuantum hesaplamayı, topolojik süper iletkenler, kapana kısılmış iyonlar ve fotonik tabanlı kuantum mimarileri gibi kuantum işleme dünyasına daha egzotik yaklaşımların zayıf, uzak kuzeni olarak görüyor. Ancak, rekabeti sadece bir üst seviyeye çıkardı.
Hollanda ekibinin lideri Seigo Tarucha, “Sunulan sonuç, spin kübitlerini ilk kez süper iletken devrelere ve iyon tuzaklarına karşı evrensel kuantum kontrol performansı açısından rekabet edebilir hale getiriyor” dedi. “Bu çalışma, silikon kuantum bilgisayarların, süper iletkenlik ve iyon tuzakları ile birlikte, büyük ölçekli kuantum bilgisayarların gerçekleştirilmesine yönelik araştırma ve geliştirme için umut verici adaylar olduğunu gösteriyor.”
Kuantum hesaplama araştırmasının kaynama noktasına ulaştığı görülüyor. Yeterince yetenekli mühendis, fizikçi ve bilim adamı şimdi çalışmalarını, paralel başarıların kilidinin açılacağı şekilde teknolojiye adamaktadır – kesinlikle bir dönüm noktası – ve kuantum için parlak bir gelecek.
