Çinli bilim insanları, “Jiuzhang 4.0” adlı programlanabilir kuantum hesaplama prototipiyle optik kuantum bilgi teknolojisinde yeni bir dünya rekoru kırdıklarını duyurdu.
Çalışma, Çarşamba günü prestijli bilim dergisi Nature’da yayımlandı. Araştırma, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (USTC) liderliğinde yürütüldü.
Araştırmacılar, yeni sistemin “Gauss bozonu örneklemesi” adı verilen son derece karmaşık bir kuantum hesaplama problemini, dünyanın en güçlü süper bilgisayarından 10 üzeri 54 kat daha hızlı çözebildiğini bildirdi.
Bilim insanları ayrıca sistemin aynı anda 3 bin 50 ışık parçacığını, yani fotonu kontrol edip ölçebildiğini açıkladı. Bu rakamın, önceki nesil Jiuzhang 3.0’da ulaşılan 255 foton seviyesine göre büyük bir sıçrama olduğu belirtildi.
Bugün kuantum hesaplamada süperiletken sistemler, iyon tuzakları, fotonik sistemler ve nötr atom sistemleri olmak üzere dört ana yaklaşım bulunuyor. “Jiuzhang” serisi ise kübitleri fotonlar aracılığıyla kodlayan “fotonik kuantum bilgisayar” yaklaşımını kullanıyor. Sistem, fotonların ölçülmesi ve yönlendirilmesi yoluyla hesaplama gerçekleştiriyor.
Araştırma ekibinde yer alan Lu Chaoyang, Çin devlet televizyonuna yaptığı açıklamada, sistemin yüksek verimli yeni bir ışık kaynağı ve uzay-zaman hibrit kodlamalı özel bir girişimölçer geliştirilmesi sayesinde mümkün hale geldiğini söyledi.
Araştırmacılar, 1024 yüksek verimli “sıkıştırılmış durum” optik alanını 8 bin 176 modlu hibrit kodlu devreye entegre ederek 3 bin 50 foton üzerinde işlem yapmayı başardı.
Lu Chaoyang’a göre Jiuzhang 4.0’ın ürettiği en karmaşık veri örneği yalnızca 25 mikrosaniyede hesaplanabiliyor. Bu sürenin insan göz kırpmasından daha kısa olduğu ifade edildi.
Aynı hesaplamanın dünyanın en güçlü süper bilgisayarıyla yapılmasının ise 10 üzeri 42 yıl sürebileceği kaydedildi.
İlk kez 2020 yılında tanıtılan Jiuzhang serisi, o tarihten bu yana birkaç kez güncellendi ve “kuantum üstünlüğü” olarak adlandırılan eşiği geçtiği iddia edilen deneylerle dikkat çekti.
“Kuantum üstünlüğü”, bir kuantum bilgisayarın belirli bir görevi klasik bilgisayarların pratikte ulaşamayacağı hızda çözebilmesi anlamına geliyor.
Araştırmacılar, Jiuzhang 4.0’ın düşük kayıplı fotonik kuantum işlemciler açısından ölçek ve karmaşıklıkta büyük bir sıçrama olduğunu belirtti.
Bilim insanlarına göre yeni sistem, gelecekte “trilyon kübit modlu üç boyutlu küme durumları” oluşturulmasına ve hata toleranslı optik kuantum bilgisayar donanımlarının geliştirilmesine kapı aralayabilir.
“Hata toleranslı kuantum bilgisayar” kavramı, kuantum fiziğinin neden olduğu doğal gürültü ve hatalara rağmen hesaplamalarını güvenilir şekilde sürdürebilen gelişmiş sistemleri ifade ediyor. Uzmanlar, mevcut kuantum bilgisayarların çevresel etkenlere karşı son derece hassas olduğunu ve sık sık hata ürettiğini, hata toleranslı sistemlerin ise bu hataları tespit edip düzelterek uzun ve karmaşık hesaplamaları başarıyla tamamlayabileceğini belirtiyor.
Kuantum bilgisayarların teorik olarak ilaç geliştirme, malzeme bilimi, kriptografi, yapay zeka ve karmaşık simülasyonlar gibi alanlarda mevcut bilgisayarların çok ötesinde işlem gücü sunabileceği ifade ediliyor.
Ancak uzmanlar, günümüzde geliştirilen sistemlerin hâlâ deneysel aşamada olduğuna ve ticari, genel amaçlı kuantum bilgisayarların önünde önemli teknik engeller bulunduğuna dikkat çekiyor.
Diğer İçerikler
