Kuantum teknolojisi adına önemli bir gelişme olarak, bir kuantum işlemcisinin temel bileşenleri birden fazla bilgisayara dağıtılarak, kuantum modüllerinin performans kaybı olmadan birlikte çalışabileceği gösterildi. Bu yaklaşım, kuantum durumlarının birbirine bağlı sistemler arasında bir ağ üzerinden kuantum ışınlanması (teleportasyon) yoluyla aktarılmasının mümkün olduğunu ortaya koyarak, kuantum teknolojisinin ölçeklenebilirliğini kanıtladı.
Kuantum ışınlanma, fiziğin en ilginç fenomenlerinden biridir ve yalnızca kuantum perspektifinden bakıldığında anlam kazanır. Bu bakış açısına göre, nesneler ölçüm yapılana kadar tüm olası durumların süperpozisyonu halinde varlığını sürdürür.
Dolanık iki nesneden birine yapılan ölçümlerle, uzaktaki diğer orijinal nesnenin kuantum kimliğini benimsemesi sağlanabilir. Bu özellik,kuantum işlemcilerde mantıksal işlemler için gerekli olan belirsizlik içeren bilgilerin aktarımı açısından son derece uygundur.
Oxford Üniversitesi’nden fizikçi ve çalışmanın başyazarı Dougal Main “Önceki kuantum ışınlama deneyleri, fiziksel olarak ayrılmış sistemler arasında kuantum durumlarının aktarılmasına odaklanıyordu” diyor ve ekliyor, “Çalışmamızda, kuantum ışınlanmayı bu uzak sistemler arasında etkileşimler oluşturmak için kullanıyoruz.”
Klasik bilgisayarlar, bilgi bitleri üzerinden işlem gerçekleştirmek için ikili “açık” veya “kapalı” anahtarlar kullanırken, kuantum bilgisayarlar matematiksel olarak karmaşık olasılık dağılımlarına sahip olan kübitleri kullanır. Bu sürecin gerçekleşmesi için yüzlerce, hatta binlerce parçacığın belirsiz durumları, dış etkilerin müdahale edip hesaplamaları bozmadan, kontrollü bir şekilde birbiriyle dolanık hale getirilmelidir. Bunu başarabilmek için, hassas kuantum durumlarını yeterince uzun süre koruyacak hata düzeltme yöntemleri ve koruyucu önlemler gerekiyor, ki bu da süreci oldukça zorlaştırıyor.
Küçük işlemcileri bir ağ üzerinden birbirine bağlayarak bir tür kuantum süper bilgisayar oluşturmak da bir çözüm olabilir. Ancak kuantum bilgisinin ışık dalgalarıyla aktarılması mümkün olsa da, yol boyunca bozulma riski taşıdığından bu yöntem pek güvenilir sayılmaz.
Kuantum ışınlama işleminin başarıyla gerçekleşmesi için ölçüm sonuçlarının klasik yöntemle, yani güvenilir ikili veri olarak iletilmesi gerekir. Bu veriler ulaştığında, alıcı taraftaki sistem kendi dolanık parçacığını ayarlayarak orjinaline birebir benzer bir kuantum durumu oluşturabilir.
Oxford Üniversitesi’nde gerçekleştirilen deneyde, ışınlanan spin durumunun kuantum belirsizliği, orjinaliyle yüzde 86 oranında eşleşti. Bu durum Grover algoritmasında kullanıldı ve Grover algoritması iki işlemci arasında yüzde 71 verimlilikle başarıya ulaştı.Bu çalışma Nature’da yayınlandı.
Çeviren: Faruk Berk Erkuş
Redaktör: Saim Egemen Yücel
Bilimsel Redaktör: Yasemin Poyraz Koçak
Kaynaklar
- https://www.nature.com/articles/s41586-024-08404-x
- https://www.sciencealert.com/teleportation-achieved-between-quantum-computers-in-a-world-first
Görsel Kaynak
- DALL-E AI
