Evrim Ağacı Logo Evrim Ağacı
Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

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
1,248 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat

Bu haber 6 ay 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]

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.

Reklamı Kapat

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.

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 İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Bilim Budur! 8
  • 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 08/03/2021 07:44:51 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
Güncel
Karma
Agora
Canlı
Transkripsiyon
Çocuklar İçin Bilim
Aşılar
Yüz
Evrimleşme
Kuantum
Enerji
Oksijen
Canlı Cansız
Biliş
Retrovirüs
Kedi
Ölüm
Mantık
Kuyrukluyıldız
Cinsiyet Araştırmaları
Uçuş
Üreme
Kalıtım
Hematoloji
Karbonhidrat
Paleontoloji
Sosyal Medya
Elementler
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
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
Reklamı Kapat
Soru Sor
Not Ekle
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

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
“Her şeye kuşku duyun.”
Rene Descartes
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
Takipçi UP İçerik Soru Cevap

Devamını Oku