Yale fizikçileri, bir hata düzeltici ”kedi” geliştirdiler. Hata düzeltici bu “kedi”; Schrödinger’in süperpozisyon kavramını (aynı anda iki durumda bulunan fiziksel bir sistem) bir kuantum hesaplamadaki en zor hatalardan bazılarını düzeltme yeteneği ile birleştiren yeni bir cihazdır.
Fizikçilerin bu sistemi; kullanışlı bir kuantum bilgisayar için gerekli olan fizikte ustalaşma ve manipüle etme çabasındaki en son buluşudur: Bir görevi yerine getirirken kubit adı verilen kırılgan kuantum bilgi bitleri arasında ortaya çıkan hata akışını düzeltme…
Kuantum bilgisayarlar, günümüzün süper bilgisayarlarından çok daha hızlı olan hesaplamaları mümkün kılarak, ilaçlardan finansal hizmetlere kadar bir dizi endüstriyi dönüştürme potansiyeline sahiptir.
Yale Üniversitesi; yirmi yıllık çığır açan kuantum araştırmalarının üzerine çıkmaya devam ediyor. Yale’nin bir kuantum bilgisayarı inşa etme yaklaşımına “devre QED” adı verilir ve süper iletken bir mikrodalga rezonatöründe mikrodalga ışık (fotonlar) parçacıklarını kullanır.
Geleneksel bir bilgisayarda; bilgiler 0 veya 1 olarak kodlanır. Hesaplamalar sırasında ortaya çıkan tek hata; bir bilgi biti yanlışlıkla; 0’dan 1’e veya tam tersi olduğunda “bit çevirmesi” (bit-flips) olur. Bunu düzeltmenin yolu, fazlalık oluşturmaktır: Bir “etkili” veya ”doğru” bit sağlamak için üç “fiziksel” bilgi biti kullanmak…
Buna karşılık, kuantum bilgi bitleri; (kubitler) hem ”bit çevirmelerine” (bit-flips) hem de “faz çevirmelerine” (phase-flips) tabidir; burada bir kubit, (iki zıt durum aynı anda var olduğunda) kuantum süperpozisyonları arasında rasgele döner.
Şimdiye kadar, kuantum araştırmacıları, her etkili kubit için bol miktarda fiziksel kubit gerektiren daha fazla ”fazlalık” ekleyerek hataları düzeltmeye çalıştılar.
Süperpozisyon kavramını açıklamak için kullanılan ünlü paradoks olan Schrödinger’in Kedisi’nden adını alan kedi kübitine girin.
Araştırmacılar; süperpozisyon kavramını açıklamak için; ünlü paradoks olan Schrödinger’in Kedisi’nden adını aldığı Kedi Kubit’ini kullandılar.
Buradaki fikir; bir kedinin radyoaktif bir kaynak ve radyoaktif maddenin bir atomu bozulursa tetiklenecek bir zehir bulunan kapalı bir kutuya yerleştirilmesidir. Kuantum fiziğinin üst üste binme teorisi; birisi kutuyu açana kadar kedinin hem canlı hem de ölü olduğunu, bu iki durumun üst üste binmiş olduğunu öne sürer. Kediyi gözlemlemek için kutuyu açmak, kuantum durumunu aniden rasgele değiştirmesine neden olur ve kediyi canlı ya da ölü olmaya zorlar.
Tek bir etkili kubiti sağlamak için gereken birden fazla fiziksel kubitin aksine; tek bir kedi kubit; faz dönüşlerini tek başına önleyebilir. Kedi kubit; tek bir elektronik devre içindeki iki durumun üst üste binmesine etkili bir kubiti kodlar. (Salınımları kedi kubitin iki durumuna karşılık gelen bir süper iletken mikrodalga rezonatörü…)
Araştırmacı Grimm: “Tüm bunları, geleneksel bir süper iletken kubitten çok daha karmaşık olmayan bir cihaza mikrodalga frekans sinyalleri uygulayarak başarıyoruz”
Araştırmacılar, kedi kubitlerini komut üzerine süperpozisyon durumlarından herhangi bir başka süperpozisyon durumuna değiştirebileceklerini söylediler. Ek olarak, araştırmacılar kubite kodlanmış bilgileri okumak veya tanımlamak için yeni bir yol geliştirdiler.