Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından geliştirilen, mikrodalga tabanlı yeni bir kuantum hata düzeltme yaklaşımı, kuantum bilgisayarların büyük ölçekte çalışabileceğini göstererek önemli bir eşiği aşmalarına yardımcı oldu. Araştırmacılar, bunu göstermede Google’dan sonra ikinci sırada yer alıyorlar, ancak çözümlerinin verimliliği ve pratikliği konusunda teknoloji devini geride bıraktılar.
Kuantum bilgisayarlar, günümüzde mevcut en hızlı süper bilgisayarlarla mümkün olandan çok daha hızlı bir hesaplama dünyası vaat ediyor. 0 veya 1 olan ikili bitler yerine, kuantum bilgisayarlar 0 ve 1 değerlerini ve aradaki her şeyi depolayabilen kuantum bitleri veya kübitler kullanır ve böylece hesaplama gücünü katlanarak artırır. Ancak kuantum hesaplamadaki en büyük engel, hesaplama sırasında hataların ortaya çıkmasıdır. Bilim insanları, donanım tabanlı, yazılım tabanlı veya her ikisinin bir kombinasyonu olabilen hata düzeltme tekniklerini kullanarak bunu azaltmaya çalışıyorlar.
Mikrodalgalar kuantum bilgisayar rekabetinde fark yaratacak mı?
Bazı yaklaşımlarda, bilgiyi birden fazla kübite yaymak için daha fazla kübit eklenir, ancak bu aynı zamanda hesaplamaya daha fazla hata girmesi olasılığını da artırır. Kübit eklenmesi bir paradoks yarattığı için, bilim insanları hata düzeltme eşiği adı verilen kritik bir dönüm noktasına odaklanırlar. Hata düzeltme, sistemin kararlılığını artırdığı için ancak hesaplamalar bu eşiği aştığında herhangi bir fayda sağlar.
Bu eşiğin üzerinde, hata düzeltme, ortadan kaldırdığından daha fazla hata getirir ve bu da onu oldukça işe yaramaz hale getirir. Herhangi bir kuantum bilgisayar yaklaşımının ölçeklenebilir olması için, bu hata düzeltme bu eşiğin altında kalmalıdır. Kuantum hesaplamada öncü olan ABD ve Çin, kuantum hata düzeltmesinin en yaygın kullanılan yaklaşımı olan yüzey koduna yatırım yaptı.
[bkz url= https://www.techinside.com/lg-ces-2026-etkinligine-insansi-robotu-ile-damga-vuracak/]
2022’de, kuantum fizikçisi Pan Jianwei liderliğindeki USTC araştırmacıları, minimum hata düzeltme birimi olan mesafe-3 yüzey kodu mantıksal kübitini elde ederek ilke kanıtını gösterdiler. Ertesi yıl Google, USTC’nin araştırmasına göre daha iyi bir sonuç elde ederek, mesafe-5 yüzey hata kodu düzeltmesi gerçekleştirdi. Bu yılın başlarında ise Google’ın Willow kuantum işlemcisi, mesafe-7 yüzey kodlu mantıksal kübit elde ederek, kübit sayısının artmasının hata oranlarını katlanarak azalttığını gösterdi. Ancak Pan’ın ekibinin South China Morning Post’a (SCMP) verdiği bilgiye göre, Google’ın yaklaşımı, ultra düşük sıcaklık ortamlarında çip tasarımına sıkı kısıtlamalar ve giderek daha karmaşık kablolama gerektiriyordu.
Pan’ın ekibi yakın zamanda yayınladıkları bir makalede, hataları bastırmak için donanım kontrolleri yerine tamamen mikrodalga tabanlı bir yöntem kullandı. Yüzey kodlu hata düzeltmesi kullanarak, ekip Google’ınkine benzer şekilde 7 mesafeli mantıksal bir kübit elde etmeyi başardı. Ekip ayrıca 1,4’lük bir hata bastırma faktörü elde etti; bu da hata düzeltmesinin boyutunun artırılmasının hataları azalttığını ve büyük ölçekli kuantum bilgisayarların mümkün olduğunu gösteriyor. Daha da önemlisi, mikrodalga tabanlı yaklaşım çipe aynı kısıtlamaları getirmiyor; bunun yerine, bunları gevşetiyor. Mikrodalga sinyalleri çoklanabildiği ve aynı kablo üzerinden gönderilebildiği için, yaklaşım donanım maliyetlerini ve kablolama karmaşıklığını azaltarak ölçeklenebilir kuantum bilgisayarları daha uygulanabilir hale getiriyor. Sonuç, gelecekte milyonlarca kübit içeren hataya dayanıklı kuantum bilgisayarların bile mümkün olduğunu gösteriyor.