Yazılar

Yeni Nesil Kuantum Bilgisayarları Daha Güçlü Hale Getirmek

EPFL’deki mühendisler, aynı anda en küçük kuantum veri birimi olan birkaç kübiti okumak için bir yöntem geliştirdiler. Yöntemleri, yeni nesil daha da güçlü kuantum bilgisayarların yolunu açıyor.

EPFL Mühendislik Okulu’nda Gelişmiş Kuantum Mimarisi Laboratuvarı (AQUA Lab) başkanı Prof. Edoardo Charbon, “IBM ve Google şu anda dünyanın en güçlü kuantum bilgisayarlarına sahip” diyor. “IBM, 127 kübitlik bir makineyi piyasaya sürdü, Google ise 53 kübit.” Bununla birlikte, kübit sayısındaki bir üst sınır nedeniyle kuantum bilgisayarları daha da hızlı hale getirme kapsamı sınırlıdır. Ancak Charbon liderliğindeki bir mühendis ekibi, İngiltere’deki araştırmacılarla işbirliği içinde, bu teknolojik engeli aşmak için umut verici bir yöntem geliştirdi. Yaklaşımları kübitleri daha verimli okuyabilir, bu da daha fazlasının kuantum işlemcilere paketlenebileceği anlamına gelir. Bulguları Nature Electronics’te yayınlandı .

Biyokimya ve kriptografi
Kuantum bilgisayarlar alıştığımız bilgisayarlar gibi çalışmıyor. Ayrı bir işlemciye ve bellek yongasına sahip olmak yerine, ikisi qubit olarak bilinen tek bir birimde birleştirilir. Bu bilgisayarlar, normal bilgisayarların makul bir zaman diliminde asla yapamayacağı karmaşık hesaplamaları gerçekleştirmek için süperpozisyon ve dolaşma gibi kuantum özelliklerini kullanır. Kuantum bilgisayarlar için potansiyel uygulamalar biyokimya, kriptografi ve daha fazlasını içerir. Bugün araştırma grupları tarafından kullanılan makinelerde yaklaşık bir düzine kübit var.

Charbon, “Şimdiki zorluğumuz, bilgisayarların işlem gücünü artırmak için kuantum işlemcilere daha fazla kübiti birbirine bağlamak – yüzlerce, hatta binlerce bahsediyoruz – diyor.

Kübitlerin sayısı, henüz tüm kübitleri hızla okuyabilecek bir teknolojinin bulunmaması gerçeğiyle sınırlıdır. Charbon, “İşleri daha da karmaşık hale getiren kübitler, mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda veya -273,15 o C’de çalışıyor” diyor. “Bu, onları okumayı ve kontrol etmeyi daha da zorlaştırıyor. Mühendislerin tipik olarak yaptığı şey, makineleri oda sıcaklığında kullanmak ve her bir kübiti ayrı ayrı kontrol etmektir.”

“Gerçek bir atılım”
Charbon’un laboratuvarında doktora öğrencisi olan Andrea Ruffino, dokuz kübitin aynı anda ve etkili bir şekilde okunmasını sağlayan bir yöntem geliştirdi. Dahası, yaklaşımı daha büyük kübit matrislerine kadar ölçeklendirilebilir. “Metodumuz zaman ve frekans alanlarını kullanmaya dayanıyor” diye açıklıyor. “Temel fikir, üç kübitin tek bir bağla çalışmasını sağlayarak bağlantı sayısını azaltmaktır.”

EPFL’nin kuantum bilgisayarı yok ama bu Ruffino’yu durdurmadı. Kübitleri taklit etmenin ve kuantum bilgisayardakilerle neredeyse aynı koşullar altında deneyler yürütmenin bir yolunu buldu. “Nanometre boyutunda yarı iletken parçacıklar olan kuantum noktalarını bir transistöre dahil ettim. Bu bana kübitlerle aynı işlevi gören bir şey verdi” diyor Ruffino.

AQUA Laboratuarı’nda tezi için bu konuyu inceleyen ilk doktora öğrencisidir. Charbon, “Andrea, yönteminin normal bilgisayar çiplerinde ve kübit devrelerine yaklaşan sıcaklıklarda entegre devrelerle çalıştığını gösterdi” diyor. “Gerekli elektroniklerle entegre edilmiş büyük kübit matris sistemlerine yol açabilecek gerçek bir atılım. İki tür teknoloji basit, etkili ve tekrarlanabilir bir şekilde birlikte çalışabilir.”

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu