Ana Sayfa Kuantum Bilişim Hata Düzeltme ile Kuantum Bilişimde Dönüm Noktasına Ulaşıldı

Hata Düzeltme ile Kuantum Bilişimde Dönüm Noktasına Ulaşıldı

54
0

“Şimdiye kadar araştırmacılar kodlamayla denemeler gerçekleştirdi ve stabilize etti. Artık bizim de hesap yapabileceğimizi gösteriyoruz.”

TU Delft ve TNO arasındaki işbirliği olan QuTech’teki araştırmacılar, kuantum hata düzeltmede dönüm noktasına ulaştılar. Kodlanmış kuantum veriler üzerinde yüksek doğrulukta işlemleri, tekrarlanan veri stabilizasyonu için ölçeklenebilir bir şema ile entegre etmeyi başardılar. Araştırmacılar çalışmalarını Nature Physics’in 2021 Aralık ayındaki sayısında yayınladılar.

Daha Fazla Kübit

Fiziksel kuantum bitleri veya kubitler hatalara karşı savunmasızdır. Bu hatalar, kuantum uyumsuzluğu(dechorence), karışma(crosstalk) ve kusurlu(imperfect) kalibrasyon dahil olmak üzere çeşitli nedenlerden kaynaklanmaktadır. Neyse ki, kuantum hata düzeltme teorisi, kuantum verilerini bu tür hatalardan eşzamanlı olarak korurken hesaplama yapabilme olasılığını öngörmektedir.

QuTech’ten Prof. Leonardo DiCarlo, “İki kapasiteli, düzeltilmiş bir kuantum bilgisayarını günümüz gürültülü orta ölçekli kuantum (NISQ) işlemcilerinden ayıracak”, “İlk olarak, fiziksel kübitler yerine mantıksal kübitlerle kodlanmış kuantum bilgisini işleyecektir (her mantıksal kübit birçok fiziksel kübitten oluşuyor). İkinci olarak, fiziksel kübitlerde meydana gelen hataları tanımlamak ve düzeltmek için hesaplama adımlarıyla aralanmış kuantum eşlik kontrollerini kullanacak ve kodlanmış bilgileri işlenmekteyken koruyacaktır.” Teoriye göre, fiziksel hataların görülme sıklığının bir eşiğin altında olması ve mantıksal işlemler ve stabilizasyon devrelerinin hataya dayanıklı olması koşuluyla mantıksal hata oranı üstel olarak bastırılabilir olacaktır.

Bu çalışmada kullanılan benzer bir yedi transmon süperiletken kuantum işlemcisinin sanatsal görüntüsü. Credit: DiCarlo Lab and Marieke de Lorijn

Tüm işlemler

Bu nedenle temel fikir, fazlalığı artırırsanız ve verileri kodlamak için daha fazla kübit kullanırsanız net hatanın azalması yönündedir. TU Delft’teki araştırmacılar, TNO’daki meslektaşlarıyla birlikte, yedi fiziksel kübit (süperiletken transmon) oluşan mantıksal bir kübit gerçekleştirerek bu hedefe doğru büyük bir adım atmışlardır. QuTech’den Prof. Barbara Terhal, “Kodlanmış bilgilerle hesaplama için gereken tüm işlemleri yapabileceğimizi gösteriyoruz. Yüksek doğruluktaki mantıksal işlemlerin tekrarlanan stabilizasyon için ölçeklenebilir bir şema ile entegrasyonu kuantum hata düzeltmede önemli bir adımdır.” açıklamasında bulundu.

İlk yazar ve doktora adayı Jorge Marques, açıklamalarında: “Şimdiye kadar araştırmacılar kodladı ve stabilize etti. Artık bizim de hesap yapabileceğimizi gösteriyoruz. Hataya dayanıklı bir bilgisayarın nihayetinde yapması gereken budur: verileri aynı anda hatalardan işlemek ve korumak. Üç tür mantıksal-kübit işlemi yapıyoruz: mantıksal kübiti herhangi bir durumda başlatma, kapılarla dönüştürme ve ölçme. Tüm işlemlerin doğrudan kodlanmış bilgiler üzerinde yapılabileceğini gösteriyoruz. Her tip için, hataya dayanıklı olmayan varyantlar üzerinde hataya dayanıklı varyantlar için daha yüksek performans gözlemliyoruz.” Hataya dayanıklı işlemler, fiziksel-kübit hatalarının birikmesini mantıksal-kübit hatalarına dönüştürmenin anahtarıdır.

Uzun vadeli

DiCarlo, çalışmanın multidisipliner doğasını vurguluyor: “Bu, deneysel fiziğin, Barbara Terhal’ın grubundan teorik fiziğin ve ayrıca TNO ve harici işbirlikçilerle geliştirilen elektroniklerin birleşik bir çabasıdır. Proje ağırlıklı olarak IARPA ve Intel Corporation tarafından finanse ediliyor.”

DiCarlo, “Büyük hedefimiz, kodlama fazlalığını artırdıkça net hata oranının aslında katlanarak azaldığını göstermek”, “Şu anki odak noktamız 17 fiziksel kübit ve bir sonraki hedefimiz 49 olacak. Kuantum bilgisayarımızın mimarisinin tüm katmanları bu ölçeklendirmeye izin vermek için tasarlandı.” diyerek sözlerini noktalıyor.

Kaynaklar:

Bu içeriği paylaş
Önceki İçerikStanford ve Google Kuantum Bilgisayarlar ile Zaman Kristalleri Oluşturmak için Bir Araya Geldi
Sonraki İçerikMakine Öğrenimi Kuantum Hızına Ulaşıyor

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz