Araştırmacılar Sorunlu Hata Oranını Çözdükçe "Pratik Büyük Ölçekli Kuantum Hesaplaması" Ufukta Olabilir

Uzun zamandır devam eden sorun geride kalıyor kuantum hesaplamaHarvard'lı fizikçiler, araştırmacıların teknolojinin en büyük engellerinden biri olarak gördükleri şeyin üstesinden geldiklerini iddia ettikleri için, hata yapma eğiliminin yüksek olması artık geçmişte kalmış olabilir.

Kuantum bilgisayarlar Bilgileri aynı anda iki veri depolama durumuna sahip olabilen ve diğerleriyle karışabilen, kübitler olarak bilinen birimler halinde kodlayarak çalışırlar. kübitler Geleneksel bilgisayarların klasik ikili bitlerinin aksine, daha da karmaşık performans elde etmek için. Ancak kübitlerdeki yüksek hata oranının yüksek olması nedeniyle teknoloji bir laboratuvar merakı haline geldi. kuantum hesaplama pratik uygulamalar için güvenilir değildir.

Kuantum Bilgisayarların Faydası

İkili bit kullanan geleneksel bilgisayarlar, kuantum bilgisayarların aynı anda birden fazla durumda veri depolama becerisiyle karşılaştırıldığında sınırlıdır. Bitleri iki katına çıkarmak aynı zamanda standart bir bilgisayarın işlem gücünü de iki katına çıkarırken, kuantum dolaşma yoluyla daha fazla kubit eklendikçe kübitlerin çoklu durumları işlem gücünde üstel artışlara olanak tanır. Teorisyenler, yalnızca 300 kübitte çalışan bir sistemin potansiyel olarak evrendeki parçacıklardan daha fazla bilgi depolayabileceğini tahmin ediyor.

Kuantum bilgisayarların teorik olarak yapabildikleri veri işleme miktarı muazzam olsa da, kuantum durumlarından eşevresizliğe kaymaya ve dolayısıyla verileri bozmaya oldukça duyarlıdırlar.

Hata Düzeltme Çözüldü

Şimdi, bir grup Harvard araştırmacısı yakın zamanda, uzun süredir devam eden kuantum hatası sorununa yönelik çözümlerini, dergide yayınlanan bir makalede açıkladı. Doğa.

"İlk defa, ölçeklenebilir, hatası düzeltilmiş bir kuantum hesaplama için tüm temel unsurları entegre bir mimaride birleştirdik." başyazar Mikhail Lukin dediKuantum Bilimi ve Mühendisliği Girişimi'nin eş direktörü. "Bu deneyler (birkaç ölçüye göre bugüne kadar herhangi bir kuantum platformunda yapılmış en gelişmiş deneyler) pratik büyük ölçekli kuantum hesaplamanın bilimsel temelini oluşturuyor."

Araştırmacılar, hataları tespit etmek ve düzeltmek için fiziksel dolaşma, mantıksal dolaşma, mantıksal büyü ve entropi giderme gibi tekniklere dayanan yeni sistemlerini "hataya dayanıklı" olarak tanımlıyor. Bazı durumlarda kuantum bile bir parçacığın kuantum durumunu diğerine ışınlar.

Araştırmanın başyazarı Ph.D. Dolev Bluvstein, "Milyonlarca kübit içeren çok büyük ölçekli bir bilgisayara ulaşmak için hala birçok teknik zorluk var, ancak ilk kez kavramsal olarak ölçeklenebilir bir mimariye sahibiz" dedi. '25, araştırmayı Harvard'daki yüksek lisans eğitimi sırasında yaptı ve şu anda Caltech'te yardımcı doçent olarak görev yapıyor. "Çok fazla çaba ve teknik gelişme gerektirecek, ancak hataya dayanıklı kuantum bilgisayarlar üretebileceğimiz açıkça görülüyor."

Kuantum Hesaplamayı Laboratuvarın Dışına Çıkarma

Ortak yazar Ph.D. Alexandra Geim, "Hata düzeltmeyi nasıl uygulamanız gerektiğine dair birçok önemli teorik öneri var" dedi. Kenneth C. Griffin Sanat ve Bilim Enstitüsü'nde fizik öğrencisi. "Bu makalede, gerçekten ölçeklenebilir, derin devre hesaplamayı mümkün kılan temel mekanizmaların neler olduğunu anlamaya odaklandık. Bunu anlayarak aslında ihtiyacınız olmayan şeyleri ortadan kaldırabilir, genel giderlerinizi azaltabilir ve pratik bir rejime çok daha hızlı ulaşabilirsiniz."

Qubitlerin kendileri henüz standartlaştırılmamıştır. Harvard ekibi bunları nötr atomları lazerlerle bombalayarak yarattı, ancak dünya çapında araştırmacılar aynı zamanda çeşitli atom, iyon ve süper iletken türleri üzerinde de deneyler yapıyor. Kuantum hesaplamayla deney yapmak için kullanılan bu çeşitli yöntemler, teknolojinin daha da belirsiz görünmesine neden olabilir, ancak ekip, fiziğin deneylere dayandığını ve bu çalışmanın genel olarak teknolojiyi ileriye taşıdığını vurguluyor.

Lukin, "Birçoğumuzun onlarca yıldır ilk kez hayalini kurduğu bu büyük hayal, gerçekten de doğrudan gözümüzün önünde" dedi. "Bu temel fikirleri laboratuvarda gerçekleştirip test ederek, gerçekten tünelin sonundaki ışığı görmeye başlıyorsunuz."

Kağıt, “Evrensel Kuantum Hesaplaması için Hataya Dayanıklı Nötr Atom Mimarisi"diye ortaya çıktı Doğa 10 Kasım 2025'te.

Ryan Whalen The Debrief için bilim ve teknolojiyi ele alıyor. Tarih alanında yüksek lisans derecesine ve Kütüphane ve Bilgi Bilimi alanında yüksek lisans derecesine ve Veri Bilimi sertifikasına sahiptir. Kendisiyle iletişim kurulabilir [email protected]ve onu Twitter'da takip edin @mdntwvlf.