Bugün kuantum hesaplamada başlıca dört ana yaklaşım var: Süperiletken sistemler, iyon tuzakları, fotonik sistemler ve nötr atom sistemleri. Jiuzhang serisi ise fotonik yönteme dayanıyor.
Çinli bilim insanları, “Jiuzhang 4.0” adlı programlanabilir kuantum hesaplama prototipiyle optik kuantum bilgi teknolojisinde yeni bir dünya rekoru kırdıklarını açıkladı.
REKLAM
REKLAM
Çarşamba günü prestijli bilim dergisi Nature’da yayımlanan çalışma, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (USTC) liderliğinde yürütüldü.
Araştırmacılar, yeni sistemin “Gauss bozonu örneklemesi” adlı son derece karmaşık bir kuantum hesaplama problemini, dünyanın en güçlü süper bilgisayarından 10 üzeri 54 kat daha hızlı çözebildiğini bildirdi.
3 bin 50 fotonla hesaplama yapıldı
Bilim insanları, sistemin aynı anda 3 bin 50 ışık parçacığını (fotonu) kontrol edip ölçebildiğini açıkladı.
Bu rakam, önceki nesil Jiuzhang 3.0’da ulaşılan 255 fotonluk seviyeye göre büyük bir sıçrama.
Bugün kuantum hesaplamada başlıca dört ana yaklaşım var: Süperiletken sistemler, iyon tuzakları, fotonik sistemler ve nötr atom sistemleri.
“Jiuzhang” serisi, kuantum bitlerini yani kübitleri fotonlar aracılığıyla kodlayan "fotonik kuantum bilgisayar" yaklaşımını kullanıyor. Sistem, fotonların ölçülmesi ve yönlendirilmesi yoluyla hesaplama gerçekleştiriyor.
'Göz kırpmasından daha kısa süre'
Araştırma ekibinde yer alan Lu Chaoyang, Çin devlet televizyonuna yaptığı açıklamada, sistemin yüksek verimli yeni bir ışık kaynağı ve uzay-zaman hibrit kodlamalı özel bir girişimölçer geliştirilerek mümkün hale geldiğini söyledi.
Araştırmacılar, 1024 yüksek verimli “sıkıştırılmış durum” optik alanını 8 bin 176 modlu hibrit kodlu devreye entegre ederek 3 bin 50 foton üzerinde işlem yapmayı başardı.
Lu’ya göre Jiuzhang 4.0’ın ürettiği en karmaşık veri örneği yalnızca 25 mikrosaniyede hesaplanabiliyor.
Bu sürenin insan göz kırpmasından daha kısa olduğu belirtiliyor.
Aynı hesaplamanın dünyanın en güçlü süper bilgisayarıyla yapılmasının ise 10 üzeri 42 yıl sürebileceği ifade ediliyor.
Çin kuantum yarışında gücünü artırıyor
Jiuzhang serisi ilk kez 2020 yılında tanıtılmıştı. O tarihten bu yana sistem birkaç kez güncellendi ve “kuantum üstünlüğü” olarak adlandırılan eşiği geçtiği iddia edilen deneylerle dikkat çekti.
“Kuantum üstünlüğü”, bir kuantum bilgisayarın belirli bir görevi klasik bilgisayarların pratikte ulaşamayacağı hızda çözebilmesi anlamına geliyor.
Araştırmacılar, Jiuzhang 4.0’ın düşük kayıplı fotonik kuantum işlemciler açısından ölçek ve karmaşıklıkta büyük bir sıçrama olduğunu söylüyor.
Hedef: Hata toleranslı kuantum bilgisayarlar
Bilim insanlarına göre yeni sistem, gelecekte “trilyon kübit modlu üç boyutlu küme durumları” oluşturulmasına ve hata toleranslı optik kuantum bilgisayar donanımlarının geliştirilmesine kapı aralayabilir.
Hata toleranslı kuantum bilgisayar, kuantum fiziğinin getirdiği doğal gürültü ve hatalara rağmen, hesaplamalarını güvenilir bir şekilde yürütebilen, gelişmiş kuantum bilgisayar sistemleri hedefine deniyor. Mevcut kuantum bilgisayarların kübitleri çevresel etkenlere karşı son derece hassas ve sık sık hata üretiyor; hata toleranslı sistemler ise bu hataları anında tespit edip düzelterek karmaşık ve uzun hesaplamaları başarıyla tamamlayabilir.
Kuantum bilgisayarlar teorik olarak ilaç geliştirme, malzeme bilimi, kriptografi, yapay zeka ve karmaşık simülasyonlar gibi alanlarda mevcut bilgisayarların çok ötesinde işlem gücü sunabilir.
Ancak uzmanlar, günümüzde geliştirilen sistemlerin hâlâ deneysel aşamada olduğunu ve ticari, genel amaçlı kuantum bilgisayarların önünde önemli teknik engeller olduğunu belirtiyor.