Cumartesi , Eylül 23 2017
Anasayfa / Bilgisayar / Kuantum Bilgisayarlarda İlerleme: Kendi Hatalarını Düzelten Devre Yapıldı

Kuantum Bilgisayarlarda İlerleme: Kendi Hatalarını Düzelten Devre Yapıldı

9 kübit kuantum bilgisayarı
9 Kübit İçeren Kuantum Bilgisayar-Xmon adı verilen süperiletken kübitler dikey olarak gözüküyor.

Bilim insanları tümüyle kuantum işlem yapabilen bir bilgisayar geliştirdiğinde devrimsel bir gelişme yaşanacak. Bugün kullandığımız binlerce mhz hızındaki bilgisayarlar, kuantum bilgisayar ile kıyaslandığında Taş devrinde gibi kalacak. Fakat bunların hepsi olmadan önce, Santa Barbara Kaliforniya Üniversitesi’ndeki fizik profesörü John Martinis gibi fizikçilerin bu devasa işlem gücünü verimli bir şekilde kullanabilmesi gerekiyor. Kübitler yani kuantum bitler çevresel etkenlerden kaynaklanan hatalardan etkilenebiliyor.

Martinis’in laboratuvarında kendi hatalarını kendi kontrol ederek, onları baskılayarak kübitleri koruyan ve sistemi telkin eden bir kuantum devresi geliştirdiler. Bu sayede büyük boyutlu süper iletken kuantum bilgisayarların üretilmesinde engel teşkil eden güven eksikliği tamamlanabilir.

Kübitleri error-free (hata yok) hale getirerek koruyor ya da defalarca aynı sonucu verebilecek kadar stabil hale getiren sistem sayesinde, bilim insanlarının kuantum işlemcilerde yaşadığı temel problemlerden biri çözülmüş olacak.

“Kuantum bilgisayarlardaki en büyük zorluklardan biri kübitlerin doğası gereği kusurlu olmasıdır. Eğer bunlara bazı bilgileri depolarsanız, sonrasında unutacaktır,” diyor araştırmadaki öğrencilerden Julian Kelly

Klasik bilgi işlemde, bitler ya 1 ya 0 olsa da , kübitler farklı boyutlarda her yerde bulunabiliyor. Bu özelliğe “superpositioning-süperpozisyonlama” adı veriliyor ve kuantum bilgisayarlar fenomensel gücü sağlasa da kübitler dengesiz ortamlarda çevrilerek(bit-flip) çalışmayı zorlaştırıyor.

“Kaybolan bir veriyi işlemek zordur,” diyor Kelly. Fakat bu engel Kelly,Rami Barends, bilim insanı  Austin Fowler  ve Martinis’in grubundaki diğer elemanlar tarafından çözüldü. Hata prosesi bilgiyi saklamak için birkaç kübitten oluşan bir şema oluşturmaya dayanıyor. Bu sayede bilgi birkaç kübit boyunca depolanıyor.

İşte bu fikirden yola çıkan bilim insanları 9 kübitten oluşan bir sistem oluşturdu. Devredeki kübitler, komşularındaki bilgileri korumakla sorumlu . Sürekli tekrarlayan hata tespit düzeltme sistemi sayesinde, her bir kübitin bilgi saklayabileceği süre uzuyor.

“Bu sayede ilk kez kendi hatalarını onarma kabiliyeti olan bir kuantum makinesi yapılmış oldu,” diyor Fowler. Tabi araştırmacıların ihtiyacı olan kompleks hesaplamaları yapmak için, yüzlerce milyon kübitten oluşan gerçek bir kuantum bilgisayar yapmak gerekiyor. Tabi öncesinde stabil bir hata önleme sistemi oluşturmak gerekiyor.

Yüzey kodu(surface code) adı verilen hata tespit ve düzeltme sistemi Fowler tarafından geliştirildi. Bu sistem benzer bilgileri kullanarak—orijinal veride (eğer varsa) değişimi ölçen—orijinal verinin duplikasyonunu engelleyerek  sanki klasik bilgisayarlardaki bir hata tespiti yapıyor. Bu şekilde,  esas orijinal gözlemlenmemiş kübitlerde saklanabiliyor.

Peki neden ? Çünkü bu kuantum fiziği, kuantum halini ölçemezsiniz, ancak halen kuantumda olduğunu umabilirsiniz. Aşırı ölçüm yapılması kübiti tekli hale sabitleyerek,  sonrasında süperpozisyonlama gücünü kaybetmeseine neden olabilir.  Bu nedenle SuDoku bulmacası beznzeri, dizilimdeki  benzer data kübit  değerleri komşu ölçüm kübitler tarafından alınıyor. Böylece  kübitlerin etrafındaki veriler değerlendirilerek ölçülüyor.

“Böylece sadece hataların tespit edecek kadar veri çekerek, kuantum durumunu bozmuyorsunuz,” diyor Kelly.

Martinis’in grubu bu araştırmayı rafine etmek için bu yeni geliştirmeye devam ediyor. Bu özel kuantum hata düzeltme sistemi “bit-flip(bit çevirme)” hatasına karşı kendisini kanıtlamasına rağmen, araştırmacılar bu hataların bütünleştirici hatasına “phase flip” eğilmiş durumda. Böylece sürekli olan hata düzeltme döngülerine karşı izlenebilecek davranışlar gözlenebilecek.

Bu gelişmenin kuantum bilgisayarlar için büyük bir gelişme olduğu belirtiliyor.

Kaynak : http://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150304152621.htm

Araştırma Referansı :

  1. J. Kelly, R. Barends, A. G. Fowler, A. Megrant, E. Jeffrey, T. C. White, D. Sank, J. Y. Mutus, B. Campbell, Yu Chen, Z. Chen, B. Chiaro, A. Dunsworth, I.-C. Hoi, C. Neill, P. J. J. O’Malley, C. Quintana, P. Roushan, A. Vainsencher, J. Wenner, A. N. Cleland, John M. Martinis. State preservation by repetitive error detection in a superconducting quantum circuit. Nature, 2015; 519 (7541): 66 DOI:10.1038/nature14270
Facebook Yorumları

Hakkında Oğuz Sezgin

Bir bilim sever ve kimyager olarak, internetteki eksikliği görerek Gerçek Bilim’i 2012'de kurdum. Bu sitede gördüğünüz pek çok bilim ve teknoloji haberini oldukça ciddi kaynaklardan toplayarak sizin için araştırıyor, çeviriyor ve geliştiriyorum. Gerçek Bilim'deki diğer yazarlar ve ben, her gün baş döndürücü şekilde gelişen bilim ve teknoloji haberlerini size aktarmaktan kıvanç duyarız.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR

Hareket Enerjisini Elektriğe Dönüştüren Nano İplik Üretildi

Teksas Üniversitesi ve Güney Kore Hanyang Üniversitesi’nden bilim insanlarından oluşan ulusal bir ekip, esnetildiğinde veya …

Bir yorum geldi

  1. Pingback: Kuantum Bilgisayarlarda İlerleme: Kendi Hatalarını Düzelten Devre Yapıldı | Bilgi Diyarı Güncel Bilgiler Yazılar

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*