Kuantum Bilgisayar Yarışında Sona Yaklaşıldı

Avustralya Kuantum Hesaplama ve İletişim Teknolojileri Merkezi’nde (CQC2T) çalışan araştırmacılar, New South Wales Üniversitesi (UNSW) bünyesindeki laboratuvarlarda yaptıkları çalışmalarla silik..
Görsel Telif:

Avustralya Kuantum Hesaplama ve İletişim Teknolojileri Merkezi’nde (CQC2T) çalışan araştırmacılar, New South Wales Üniversitesi (UNSW) bünyesindeki laboratuvarlarda yaptıkları çalışmalarla silikon içinde ölçeklenebilir kuantum bilgisayar geliştirme yarışında liderliği ele geçirdi. Avustralyalı bilimciler tekil atom kuantum bitlerini temel alan bir 3D silikon çip mimarisi tasarladı. Atomik ölçekte fabrikasyon tekniklerine uyumlu olan bu kuantum bitler, büyük ölçekli kuantum bilgisayar yapılandırmak için bir şablon sağlıyor.

UNSW ekibi yaptıkları bu çalışma ile atomik ölçekte cihazların hayata geçirilmesi için şimdiden benzersiz bir fabrikasyon stratejisi sunmuş durumda. Ayrıca elektron veya tekil fosfor atomlarının çekirdek spinlerini kullanarak silikon içinde dünyanın en verimli kuantum bitlerini geliştirmiş oldular. Kuantum bitler (kubitler), biliyor olabileceğiniz gibi, kuantum bilgisayarların en temel veri bileşenleridir.

İş görebilen bir kuantum bilgisayarın uygun ölçeklerde yapılabilmesi yolundaki son engellerden biri de mimariydi. Bu noktada çok sayıda kubitin nasıl tam bir kesinlikle kontrol edilebileceğinin anlaşılması gerekiyordu. Ayrıca hesaplamalarda oluşabilecek kuantum hatalarının da sürekli olarak düzeltilmesi zorunluydu. CQC2T ekibinin, UNSW ve Melbourne Üniversitesi’nden araştırmacıların da gerek kuramsal gerekse deneysel destekleri ile tasarladıkları cihaz işte bunları yapabiliyor. Geçtiğimiz günlerde Science Advances dergisinde yayımladıkları makale ile araştırma bulgularını paylaşan ekip, yeni silikon mimarinin atomik ölçekte kubitler kullandığını belirtiyor. Kubitler, üç boyutlu bir dizayn içindeki son derece ince kontrol çizgilerine hizalanmış durumda bulunuyor.

Soldan sağa Dr.Matthew House, Sam Hile (oturan), Prof. Sven Rogge ve Prof. Michelle Simmons Telif: Deb Smith, UNSW

“Bu çalışma ile silikon içerisine atomik ölçekte cihazlar yerleştirebileceğimizi gösterdik. Biz hata kontrol protokolleri uygulayabileceğimiz bir mimari geliştirmeye çalışıyorduk. Daha fazla sayıda kubite göre ölçeklendirip genişletebileceğimiz, uygulanabilir bir sistem istiyorduk. Bu çalışma ve bu mimari ile son noktaya ulaşmış olduk. Artık bu uluslararası yarışta bitişe varmak için ne yapmamız gerektiğini tam olarak biliyoruz,” diyor Prof. Michelle Simmons.

Ekip cihazı tasarlarken, bir çizgi boyunca konumlandırılmış tek boyutlu bir kubit dizisinden yola çıkmış. Buradan hatalara karşı daha toleranslı olan düzlem üzerinde konumlandırılmış iki boyutlu bir diziye geçen ekip, bu kubit katmanını üç boyutlu bir mimari şeklinde kablo döşeli katmanların arasına sandviçlemiş. Bu kabloların alt kümelerinden birine gerilim uygulayarak, çok sayıda kubit paralel olarak bir dizi işlemle kontrol edilebiliyor. Önemli bir diğer nokta ise hesaplamada oluşabilecek hataların, 2D yüzey kodu hata düzeltme protokolleri yoluyla, oluşmalarından daha hızlı düzeltilebiliyor olması.

Melbourne Üniversitesi profesörlerinden Lloyd Hollenberg şöyle diyor: “Ekibimiz dünyanın en iyi kubitlerini silikon içerisinde üretti. Ancak bunu tam işlevsel bir kuantum bilgisayar ölçeğine büyütmek için gereken şey, bu kubitlerin sayısının arttırılmasından daha fazlası. Hataları kuantum mekaniksel olarak düzeltebilecek şekilde onları düzenleyip kontrol edebilmeliyiz.”

 

Ek Bilgi:

Klasik bilgisayarlarda veri, ikili sistem bitleri biçiminde saklanır. Bu bitler her zaman iki durumdan birinde bulunurlar: 0 veya 1. Bir kubit ise aynı anda bu iki durumda birden bulunabilir. Bu duruma “süperpozisyon” adı verilir. Kubit, bu kuantum tuhaflığından yararlanarak, paralel olarak çok sayıda hesaplamanın yapılabilmesini sağlar (iki kubitli bir sistem 4 değerli işlem gerçekleştirebilir; üç kubitli bir sistem 8 değerli şeklinde devam eder). Sonuç olarak kuantum bilgisayarlar bugünün süper bilgisayarlarının çok ötesine geçeceklerdir. Ayrıca çok değişik konulardaki karmaşık problemler için inanılmaz avantajlar sunabilirler.

 

 


Kaynak: Phys.org, “Scientists design full-scale architecture for quantum computer in silicon”
< http://phys.org/news/2015-10-scientists-full-scale-architecture-quantum-silicon.html >

Referans: Science Advances, “A surface code quantum computer in silicon”
< http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.1500707 >


 

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv