Schrödinger’in Kedisinden İlhamla Tasarlanan Kübitler, Kuantum Bilgisayar Devrimini Başlatabilir.

Schrödinger’in Kedisi düşünce deneyi kuantum fiziğinde hem eğlenceli hem de kafa karıştırıcı bir simge olarak bilinir. Ancak bu kez kuantum teknolojilerinin geleceği için ilham kaynağı oldu. Bilim insanları kedinin “hem ölü hem de diri” olma durumunu model alan “kedi kübitler” ile kuantum bilgisayarlardaki hata oranlarını azaltarak daha güçlü sistemler geliştirmeyi ve 2030 yılına kadar devrim niteliğinde bir ilerlemeyi hedefliyor.

Paris merkezli kuantum teknoloji şirketi Alice & Bob, geçen ay yayınladığı teknik raporda 2030 yılına kadar hatasız kuantum bilgisayarlar geliştirmeye yönelik yol haritasını açıkladı. Şirket, bu hedefe ulaşmak için ilk adım olarak “kedi kübit” adı verilen özel bir kübit türü geliştirdi.Geleneksel kübitlerden farklı olarak kedi kübitler iki ayrı kuantum durumunu aynı anda temsil edebiliyor. Bu özellik tıpkı Schrödinger’in düşünce deneyindeki kedinin hem ölü hem diri olması gibi, iki zıt durumun süperpozisyonunu içeriyor. Örneğin bir devredeki iki zıt akım gibi farklı kuantum durumları aynı anda var olabiliyor.Araştırmacılar kedi kübitlerin en büyük avantajının hata toleransı olduğunu belirtiyor. Klasik bilgisayarlardaki bitler milyonda bir oranında hata yaparken, mevcut kübitler binde bir oranında hata yapıyor. Kedi kübitler ise “bit-çevirme” olarak adlandırılan hataları önemli ölçüde azaltarak daha güvenilir hesaplamalar yapılmasını sağlıyor.

Alice & Bob şirketi 2030 hedefine ulaşmak için dört önemli kilometre taşı belirledi. İlk adım olan kedi kübitlerin geliştirilmesinin ardından, sırada hata düzeltme özelliğine sahip mantıksal kübitler oluşturmak var. Üçüncü aşamada ilk hata düzeltme mantıksal kapısı (kuantum devresi) geliştirilecek. Son olarak gerçek zamanlı hata düzeltme özelliğine sahip evrensel mantıksal kapı setlerinin oluşturulması hedefleniyor.

Şirketin teknik raporuna göre tüm bu aşamalar tamamlandığında 100 yüksek kaliteli mantıksal kübiti barındırabilen bir işlemci üretilebilecek. Mantıksal kübitler, fiziksel kübitlerin gruplar halinde aynı bilgiyi paylaşmasıyla oluşuyor ve grup içindeki tek bir kübit başarısız olsa bile hesaplamaların devam etmesini sağlıyor.Kedi kübitler dış çevre faktörlerinden kaynaklanan “dekoherans” sorununa karşı da dirençli. Söz konusu özellik kübitlerin kuantum özelliklerini ve taşıdıkları bilgileri kaybetme riskini azaltıyor. Araştırmacılar süperiletken bir yonga üzerinde ışık fotonlarının tutarlı durumunu kullanarak bit-çevirme hatalarını neredeyse tamamen ortadan kaldırmayı başardıklarını belirtiyor.

Ancak uzmanlar 2030 hedefine ulaşmanın bazı zorluklar içerdiğine dikkat çekiyor. Öngörülemeyen teknik aksaklıklar ve “bilinmeyen bilinmeyenler” projenin ilerleyişini etkileyebilir. Ayrıca 100 mantıksal kübitli bir yonga geliştirilse bile bu teknolojinin ticari olarak uygulanabilir olması ve büyük ölçekte kullanılabilmesi için ek çalışmalar gerekecek.