Kuantum Bilgisayarlarda Yeni Bir Adım: En Küçük Kuantum Bilgisayarı Geliştirildi
Kuantum mekaniği ile açıklanan çalışma prensibine sahip olan kuantum bilgisayarları, belirli görevleri klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı bir şekilde gerçekleştirebilecek potansiyelde araştırma konusudur. Ancak henüz pratik amaçlar için kullanılabilecek, klasik bilgisayarlardan daha hızlı çalışan kuantum bilgisayarları geliştirilmiş değildir.
Bilgi; klasik bilgisayarlarda “0” ve “1” olarak kodlanabilen bitlerde, kuantum bilgisayarlarında isekübitlerde(kuantum bitlerde) depolanır. Kuantum bilgisayarlarının kapasitesinin klasik bilgisayarlarınkinin üzerine çıkabilmesi için en büyük zorluklardan biri, çok sayıda kübitin nasıl bir araya getirilip uyumlu bir biçimde çalıştırılabileceğidir. Bir kuantum bilgisayarının belirli bir görevi klasik bilgisayarlardan daha hızlı yapabilmesi için en azından milyonlarca kübite ihtiyaç duyulduğu düşünülmektedir. Ancak günümüzdeki en gelişmiş kuantum bilgisayarlarının sahip olduğu kübit sayısı yalnızca onlarla ifade edilebilmektedir.
Bir sistemin uzun süre klasik fizik kurallarıyla açıklanamayacak davranışlar sergilemesi ancak çevresiyle etkileşiminin engellenmesiyle mümkündür. Bu nedenle çok sayıda kübit içeren bir kuantum bilgisayarının da çevresinden yalıtılması gerekmektedir.
Şimdiye kadar geliştirilmiş kuantum bilgisayarlarında bilginin kodlandığı ve hesaplamaların yapıldığı kübitlerin çevreden izole edilmesi için oda büyüklüğünde devasa sistemler kullanılmaktaydı. Ancak Dr. Ivan Pogorelov ve ekibi, son zamanlarda standart boyutlarda, sadece iki rafın içine sığabilen bir kuantum bilgisayarı geliştirmeyi başardı.
Yeni geliştirilen bilgisayarda kübit görevini üstlenen 50 kalsiyum iyonu, elektrik alanlarının yardımıyla bir hacmin içine hapsedilmektedir. Kübitlere bilginin kodlanması ve kübitlerden sonuçların okunması lazerler aracılığıyla gerçekleştirilmektedir. Bilgisayarın çalışması ve uzaktan kontrol edilmesi için gerekli olan tüm donanım ise alüminyum kutuların içerisindeki modüllerde bulunmaktadır.
Physical Review X‘te yayımlanan makalede kuantum bilgisayarının 24 kübit kullanılarak gerçekleştirilen bir hesaplama ile test edildiği ve performansının, kendisinden çok daha büyük ve en gelişmiş kuantum bilgisayarlarıyla benzer olduğu belirtilmektedir.
Geliştirilen bilgisayarın dayanıklı, kolayca değiştirilebilir parçalardan oluştuğu ve az bakım gerektirdiği ifade edilmektedir. Ayrıca bilgisayarın, bulut tabanlı sistemler sayesinde tüm dünya genelinde insanlar tarafından kullanılabileceği de vurgulanmaktadır.
Bu Bilgiler Ne İşimize Yarayacak?
Kısacası, bilim insanlarının en büyük zorluklarından biri olan uygun boyutlarda, yüksek kapasiteli ve verimli bir kuantum bilgisayarı geliştirme hedefine yaklaşılmıştır. Bu gelişme, gelecekte daha hızlı ve karmaşık hesaplamalar için umut vadeden bir adım olarak görülmektedir. Ayrıca bu gelişmenin, kuantum bilgisayarlarının daha geniş bir kitle tarafından kullanılabilir hale gelmesine de katkı sağlayabileceği düşünülmektedir.