Kozmik Işınlar, Kuantum Bilgisayarlarda Hesaplama Hatalarına Neden Oluyor!

Kozmik Işınlar, Kuantum Bilgisayarlarda Hesaplama Hatalarına Neden Oluyor! NY Times
Yazar Science Daily Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı
3 dakika
1,323 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat
Tarihi Geçmiş Haber

Bu haber 1 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.

Kuantum bilgisayarlar, kuantum bilgilerini depolamak ve işlemek için kullanılan kuantum bitlerinden veya diğer adıyla kübitlerden oluşur. Kübitleri tasarlarken en önemli faktörlerden biri, bir kübitin belirli bir durumda kalabileceği süre olan tutarlılık süresidir. Tutarlılık süresi ne kadar uzun olursa, o kadar çok karmaşık hesaplama yapılabilir ve bu hesaplamalar o kadar güvenilir olur.

MIT, MIT Lincoln Laboratuvarı ve Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı'ndaki (PNNL) araştırmacılar, kozmik ışınların kuantum bilgisayarların hesaplamalarında hatalara sebep olduğunu keşfetti.

Nature dergisinde yayınlanan bulgularda, beton duvarlarda bulunan eser miktardaki bazı elementlerin ve düşük seviyeli arka plan radyasyonunun kübitlerde tutarsızlığa neden olmak için yeterli olduğu bildirildi.[2] Bu etkiler azaltılmazsa, tutarlılık süresinin sadece birkaç milisaniyeyle sınırlanacağı keşfedildi.[1]

Reklamı Kapat

Bilim insanlarının kübitleri geliştirme hızı göz önüne alındığında, radyasyonun neden olduğu bu duvara sadece birkaç yıl içinde çarpılabilir. Bu engelin üstesinden gelmek için bilim insanları, belki de bilgisayarları yer altına inşa ederek veya radyasyonun etkilerine toleranslı kübitler tasarlayarak, kübitleri ve kuantum bilgisayarlarını düşük seviyeli radyasyondan korumanın yollarını bulmak zorunda kalacaklar.

IBM'in IBM Q kuantum bilgisayarı
IBM'in IBM Q kuantum bilgisayarı
CNET

Elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimleri doçenti ve MIT Lincoln Laboratuvarı Görevlisi olan William Oliver,

Bu tutarsızlık mekanizmaları bir soğana benziyor. Biz son 20 yıldır o katmanları soyuyoruz, ancak azaltamadığımız bir katman bizi birkaç yıl içinde kısıtlayacak: o da, çevresel radyasyon. Bu heyecan verici bir sonuç, çünkü bizi bu sorunu aşmak için kübitleri tasarlamanın başka yollarını düşünmek için motive ediyor.

MIT’nin Elektronik Araştırma Laboratuvarı’nda doktora sonrası araştırma yapan, makalenin başyazarı Antti Vepsäläinen ise şöyle diyor:

Süperiletken kübitlerin zayıf radyasyona karşı ne kadar duyarlı olduğunu görmek şaşırtıcıydı. Cihazlarımızdaki bu etkileri anlamak, astronomide kullanılan süperiletken sensörler gibi diğer uygulamalarda da yardımcı olabilir.

Kozmik bir etki

Süperiletken kübitler, süperiletken malzemelerden yapılmış elektrik devreleridir. Bu devreler, dirençsiz devreden geçen ve kübitin zayıf süperpozisyon durumunu korumak için birlikte çalışan Cooper çiftleri olarak bilinen çok sayıda eşleşmiş elektrondan oluşurlar. Devre ısıtılırsa veya başka bir şekilde bozulursa, elektron çiftleri kuasipartiküllere ayrılabilir ve kübit içinde, çalışmasını sınırlayan tutarsızlığa neden olabilir.

Dalgalanan manyetik ve elektrik alanlar, termal enerji ve hatta kübitler arasındaki parazit gibi, bir kübiti kararsız hâle getirebilecek birçok kaynak vardır. Bilim insanları, uzun zamandır çok düşük radyasyon seviyelerinin, kübitlerde benzer bir dengesizleştirici etkiye sahip olabileceğinden şüpheleniyorlar.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Anahtar kelime: Kalibrasyon

Süperiletkenler, yükü taşımak için elektron çiftleri kullanır, ancak önceki deneyler, bu çiftlerin beklenenden çok daha sık bölündüğünü ve bu da tutarlılık süresini düşürdüğünü göstermiştir.

Araştırmacılar yaptıkları deneyde, çevredeki radyasyonun süperiletkenlere dayalı bir kübitin tutarlılık süresini nasıl etkilediğini test etmek için yüksek saflıkta bakırdan yapılmış iki kübit kullandı.

Yapılan deneyde, hem her türlü malzemede doğal olarak meydana gelen nükleer bozunma olaylarından, hem de her şeye nüfuz eden kozmik ışınlardan kaynaklanan arka plan radyasyonunun, tüm bu ekstra kırık elektron çiftlerini açıklayabildiği bulguları elde edildi.

Sonuç

Şu anda, bütün kuantum bilgisayarları yer altına taşımak yerine radyasyonun yer üzerindeki etkilerinin azaltılması ve tutarlılık sürelerini kaybetmeden kübitlerin dayanıklı hâle getirilmesi amaçlanıyor. Radyasyonun bir kısmının, bilgisayarın etrafında kurşun veya betondan bir kalkan kullanılarak engellenebileceği belirtiliyor.

Reklamı Kapat

Radyasyon, kuantum bilgisayarlar için henüz bir sorun değil, çünkü daha yaygın olan başka “gürültü” kaynakları var. Ancak, kuantum bilgisayarlar önümüzdeki on yıl içinde daha iyi hâle geldikçe sınırlayıcı bir faktör olabilir.

İlerleyen zamanlarda, karanlık madde veya nötrinoların neden olduğu radyasyonu tespit eden detektörler kullanan diğer fizik deneyleri için şaşırtıcı bir fayda sağlanabilir. Bu deneyler genellikle kırık elektron çiftlerine karşı yüksek hassasiyet gerektirir. Kırık çiftlere daha az duyarlı olan bir kübit tasarlanırsa, daha hassas bir fizik detektörü de tasarlanabilir.

Okundu Olarak İşaretle

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

İlginizi Çekebilecek Sorular
Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Bilim Budur! 9
  • Tebrikler! 6
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 4
  • İnanılmaz 4
  • Umut Verici! 4
  • Merak Uyandırıcı! 4
  • Muhteşem! 3
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Türev İçerik Kaynağı: Science Daily | Arşiv Bağlantısı
  • ^ L. Papadopoulos. Cosmic Rays Are Causing Errors In Quantum Computers’ Calculations. (27 Ağustos 2020). Alındığı Tarih: 01 Eylül 2020. Alındığı Yer: Interesting Engineering | Arşiv Bağlantısı
  • ^ A. P. Vepsäläinen, et al. (2020). Impact Of Ionizing Radiation On Superconducting Qubit Coherence. Nature, sf: 551-556. doi: 10.1038/s41586-020-2619-8. | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 22/09/2021 18:44:38 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/9281

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Size Özel
İçerikler
Instagram
Doğa Gözlemleri
Çeşitlilik
Antikor
Filogenetik
Beyaz
Sahtebilim
Gerçek
Ağız
Teyit
Parazit
Görüş
Ağaç
Viroloji
Madde
Akciğer
Algı
Etoloji
İnsan Sağlığı
Sosyal Medya
Beslenme Bilimi
Boyut
Uluslararası Uzay İstasyonu
Veri
Tedavi
İnsan
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın