Daha Önceki Senelerde Çin’in elde ettiği Kuantum Bilgi İşlemsel Avantajın Gösterimi, Yine Çin Tarafından Gelişmiş Haliyle Bir Kez Daha Kanıtlanmış Oldu
Çin’in Science and Technology (USTC) Enstitüsü tarafından yürütülen bir çalışmada geliştirilen ‘Zuchongzhi’ (MS. 249-500 Zu Chongzhi, Çinli bir gökbilimci, matematikçi, politikacı, mucit ve yazarın isminden esinlenildiği düşünülmektedir.) adındaki Çin’in bu yıl Mayıs ayında ‘Science’ dergisinde ilk duyurusunu yaptığı süperiletken işlemcisi, dün arXiv’de yayınlan makalede yeni bir kuantum avantajını(üstünlüğünü) ortaya koydu. Bu işlemci 66 fonksiyonel kübitten oluşuyor, 56 kübitlik sistem boyutuna kadar rastgele devre örneklemelerini ve 20 döngü işlemi sağlanabiliyor.
Araştırmacı ekip Zuchonghzi’nin 1,2 saatte yapabileceği işlemlerinin(örnekleme görevlerinin), en güçlü klasik bilgisayarlar için en az 8 yıl sürebileceğini belirtiyor. Aynı zamanda ekibin açıklamasına göre; bu işlemlerin, 53 kübitlik Google’un Sycamore işlemcisine kıyasla hesaplama maliyetinin 2-3 kat daha yüksek olduğu tahmin ediliyor.
Bu çalışma, makul bir sürede klasik hesaplama için mümkün olmayan, kesin bir kuantum hesaplama avantajı oluşturuyor. Ayrıca, yüksek hassasiyetli ve programlanabilir kuantum bilgi işlem platformu, yeni çok cisimli fenomenleri keşfetmek ve karmaşık kuantum algoritmalarını uygulamak için yeni bir kapı açıyor.
Geçtiğimiz yıllarda(özellikle son 3 yılda), kuantum bilgisayarların fiziksel olarak gerçekleştirilen deneylerde, kuantum hesaplamanın teorik bir perspektiften gelişmekte olan bir teknolojiye geçişini gösteren cesaret verici ilerlemeler kaydedildi. Bu alandaki gelişmelerin, tanımlanmış bir işlemi en güçlü klasik bilgisayarların aksine, bir kuantum bilgisayarı tarafından daha hızlı bir sürede çözülmesi durumunda daha elverişli sonuçlar elde edilmesiyle; genelinde klasik sistemlere göre referans alınan, kuantum üstünlüğü olarak da bilinen, kuantum hesaplama avantajının(veya kısaca ‘kuantum avantajının’) gösterilmesi sağlanır.
Bu hedefle, 53 süperiletken kübit ve 76 foton kullanan son çalışmalar, kuantum hesaplama avantajını göstermek için güçlü deneysel kanıtlar sağladı ve genişletilmiş Church-Turing tezini çürüttü. Kuantum bilgisayarlarla rekabet edebilmek için klasik algoritma ve donanımdaki sürekli gelişmeler nedeniyle, kuantum hesaplamanın avantajının deneysel olarak gösterilmesi tek seferlik bir başarı değildir. Kübitlerdeki artışın katlanarak artması ve bu artışta ortaya çıkacak sorunlarının çözülmesi sonucunda, klasik bilgisayarların işlem gücünü çok geride bırakması bekleniyor.
Kübitlerin ve yüksek kaliteli kuantum mantık kapılarının eş zamanlı olarak artırılması, gürültülü orta ölçekli kuantum (NISQ) teknolojisinin hızlı gelişimi ve yüzey kodu hata düzeltmesi yoluyla mantık kübitinin gösterilmesi için de çok önemlidir.
Yüksek kaliteli süperiletken kuantum işlemcilerini büyütmede, çip üretimi ve kübit kontrolünde büyük zorluklarla karşı karşıya. Bu çalışmada, Zuchongzhi adlı daha büyük ölçekli ve yüksek performanslı bir süperiletken kuantum hesaplama sistemi oluşturmaya yönelik ilerleme kaydedildi.
Zuchongzhi işlemcisi, toplam 66 kübit içeren iki boyutlu ve ayarlanabilir bir bağlantı mimarisi ile tasarlanmış ve üretilmiştir. Bu işlemciyle, birden fazla kübit üzerinde eş zamanlı geçit işlemleri gerçekleştirirken, yüksek kaliteli tek kübit geçit (ortalama %99,86) ve iki kübit geçit (ortalama %99,41) ve ayrıca okuma (ortalama %95,48) olarak elde edildiler. Kuantum işlemcinin genel gücünü değerlendirmek için bir metrik olarak rastgele kuantum devre örneklemesini kullanılıyor. Deneysel sonuçlar, işlemcinin 56 kübit ve 20 döngüye kadar bir sistem boyutuyla örnekleme görevini tamamladığını gösteriyor. Zuchongzhi’yi simüle etmek için kullanılan klasik hesaplama yükünün, Google’ın 53-qubit Sycamore işlemcisinde uygulanan görevden 2-3 kat daha yüksek olduğunu tahmin ediliyor.
Kaynaklar:
Yoruma kapalı.