Araştırmacılar, bir kuantum bilgisayarının temeli olarak hizmet edebilecek, bozuk para boyutuna küçültülmüş, mevcut tasarımlara göre çok çok daha az cihaz kullanıldığı halde kuantum hızlarına ulaşabilen, ölçeklendirilebilir kuantum hesaplama platformu geliştirdiler.
Ekip, Nature Communication’da yayınlanan araştırmalarının, gerçek dünya uygulamalarında kuantum hesaplamayı ileri taşımaya yardımcı olacağını umuyor.
Geçtiğimiz yıllarda, kuantum hesaplama, bilim kurgudan önümüzdeki birkaç on yılda kullanım görebilecek gerçekçi bir teknolojiye dönüşmüş ayrıca kuantum ışınlama ve kuantum bilgisayar çipleri daha önce tanıtılmış olsa da teknoloji hala gerçek dünyada kullanılmaktan çok uzakta.
Kuantum hesaplamanın arkasındaki fikir nispeten basit.
Geleneksel bilgisayarlar bilgileri işler ve ikili olarak var olan bitler aracılığıyla iletişim kurar: bunlar ya sıfırdır ya da birdir. Kuantum bilgisayarlar ise bilgileri aynı anda sıfır, bir veya her ikisi olabilen kübitlerde işler. Aynı zamanda sıfırdan bire tüm değişkenleri kullanarak qumode olarak adlandırılan kuantum modlarını kullanırlar.
Kuantum bilgisayarlarının bir başka yararı da geleneksel bilgisayarlar gibi eylemleri mutlaka bir sırayla gerçekleştirmemeleridir. Örneğin, 600 sayısının kaç tane çarpanı olduğunu bilmek isteseydiniz, mevcut bir bilgisayar sistematik olarak her sayıyı ayrı ayrı gözden geçirir ve 600’e çarpıp çarpmayacağına karar verirdi. Bir kuantum bilgisayarı ise her sayıyı aynı anda çarpabilirdi.
Bunu yapmak için, çok miktarda qumod yaratılabilmesi gerekir. Xu Yi ve Virginia Üniversitesi’nden meslektaşları, yeni makalelerinde, kuantum fotonik olarak bilinen bir alan olan ışığın kullanımını işlediler. Optik fibere çok benzeyen kuantum fotonik, bilgi taşımak için tüm ışık spektrumunun çoğullamasını kullanır ve her bir ışık dalgası potansiyel olarak bir kuantum birimi haline gelir. (Çoğullama anlamı: Çoğul : Çokluk, teklik karşıtı)
Işık fotonlarını tek dalga boyundan çoklu dalga boylarına dönüştüren mikro petek adı verilen cihaz geliştirildi.
Cihaz ; fotonları, optik güç (cihaz içinde birim zamandaki enerji miktarı) oluşturan ve fotonların birbirleriyle etkileşime girme olasılığını artıran, kuantum dolanıklığı yaratan bir halkanın etrafına gönderir. Cihazı, standart bilgisayar çipi gibi küçük bir çipin üzerine yerleştirdiler ve tek bir cihazdan 40 qumod ürettiler.
Buna rağmen ölçüm ekipmanı tarafından algılanmayan ,üretilen daha fazla qumode olduğunu düşünüyorlar. Yi ve ekibi, kuantum bilgisayarlarda çoğullama düğümleri kullanarak ve ekipmanı optimize ederek 40’tan çok daha fazlasını üretebileceklerine inanıyor. Yi yaptığı açıklamada, “Sistemi optimize ettiğimizde tek bir cihazdan binlerce qumod üretebileceğimizi tahmin ediyoruz” dedi.
Cihaz, gerçek hayattaki bir kuantum bilgisayarının ihtiyaç duyacağı gerekli işlem gücünün sadece bir kısmını üretirken, diğer kuantum sistemlerine göre belirgin avantajlar sunuyor. İlk olarak, ölçeklendirilebilir bir kuantum bilgisayar yaratmanın en büyük zorlukları birçok sistemin çalışması için kriyojenik sıcaklıklar gerektirmesi, büyük miktarlarda enerji kullanılması, karmaşık soğutma sistemleri ve çoğu gerçek hayattaki kullanım durumlarına sınırlı uygulanabilirlik. Fotonik sistemler ise oda sıcaklığında çalışmaya uygun. Yi ayrıca, çipin nispeten standart üretim teknikleri kullandığı için kolayca seri üretilebileceğini de belirtiyor.
HİLAL YANIKEL
