Dolar 13,7033
Euro 15,5541
Altın 785,05
BİST 2.005
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 13 °C
Sağanak Yağışlı

MIT, Kuantum Hesaplamanın Tam Gerçekleştirilmesine Yönelik Önemli Bir İlerleme Sağlıyor

24.06.2021
46
MIT, Kuantum Hesaplamanın Tam Gerçekleştirilmesine Yönelik Önemli Bir İlerleme Sağlıyor

Ayarlanabilir bir bağlayıcı, qubit-qubit etkileşimini açıp kapatabilir. İki kübit arasındaki istenmeyen, artık (ZZ) etkileşim, bağlayıcının daha yüksek enerji seviyelerinin kullanılmasıyla ortadan kaldırılır. Kredi bilgileri: Krantz Nanoart

MIT araştırmacıları, kuantum hesaplamayı tam olarak gerçekleştirmeye yönelik önemli bir ilerleme olan iki kübitlik geçitlerdeki hataları keskin bir şekilde azaltmanın bir yolunu gösteriyor.

MIT araştırmacıları, kuantum algoritmalarının en temel işlemi olan iki kübitlik işlem veya “kapı”daki yaygın hataları ortadan kaldıran bir teknik göstererek, kuantum hesaplamanın tam olarak gerçekleştirilmesine giden yolda önemli bir ilerleme kaydettiler.

MIT yüksek lisans öğrencisi Youngkyu Sung, “Süper iletken kuantum bitleri (kübitler) ile düşük hata oranlarıyla hesaplamalar yapabilme yolundaki muazzam ilerlemeye rağmen, kuantum hesaplamanın yapı taşlarından biri olan iki kübitlik geçitlerdeki hatalar devam ediyor” diyor. 16 Haziran 2021’de bu konuda yayınlanan bir makalenin baş yazarı olan elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimi Fiziksel İnceleme X. “Bu hataları keskin bir şekilde azaltmanın bir yolunu gösterdik.”

Kuantum bilgisayarlarda, bilginin işlenmesi, uyumsuzluğa, yani kuantum mekaniksel davranışlarının kaybına oldukça duyarlı olan kırılgan kübitler tarafından gerçekleştirilen son derece hassas bir süreçtir. Sung ve birlikte çalıştığı araştırma grubu MIT Engineering Quantum Systems tarafından yürütülen önceki araştırmalarda, araştırmacıların kırılgan kübitleri korurken operasyonlarını kontrol etmek için iki kübitlik etkileşimleri açıp kapatmalarına izin veren ayarlanabilir kuplörler önerildi. Ayarlanabilir kuplör fikri önemli bir ilerlemeyi temsil ediyordu ve örneğin Google tarafından kuantum hesaplamanın klasik hesaplamaya göre sahip olduğu avantajın son gösteriminin anahtarı olarak gösterildi.

Yine de hata mekanizmalarını ele almak bir soğanı soymak gibidir: Bir katmanı soymak bir sonrakini ortaya çıkarır. Bu durumda, ayarlanabilir birleştiriciler kullanıldığında bile, iki kübitlik kapılar, iki kübit ve kübitler ile birleştirici arasındaki artık istenmeyen etkileşimlerden kaynaklanan hatalara hala açıktı. Bu tür istenmeyen etkileşimler, göze çarpmadıkları için ayarlanabilir kuplörlerden önce genellikle göz ardı edildi – ama şimdi yapıyorlar. Ve bu tür artık hatalar, kübitlerin ve kapıların sayısıyla birlikte arttığından, daha büyük ölçekli kuantum işlemcileri oluşturmanın önünde dururlar. Fiziksel İnceleme X kağıt, bu tür hataları azaltmak için yeni bir yaklaşım sağlar.

Elektrik mühendisliği doçenti William D. Oliver, “Ayarlanabilir kuplör konseptini daha da ileriye götürdük ve Kontrollü-Z kapıları ve iSWAP kapıları olarak bilinen iki ana tip iki-kübitli kapı için yüzde 99,9’a yakın doğruluk gösterdik” diyor ve bilgisayar bilimi, MIT Lincoln Laboratuvarı üyesi, Kuantum Mühendisliği Merkezi direktörü ve Mühendislik Kuantum Sistemleri grubunun evi olan Elektronik Araştırma Laboratuvarı’nın müdür yardımcısı. “Yüksek kaliteli kapılar, gerçekleştirilebilecek işlem sayısını artırır ve daha fazla işlem, daha büyük ölçeklerde daha karmaşık algoritmaların uygulanması anlamına gelir.”

Hataya neden olan qubit-qubit etkileşimlerini ortadan kaldırmak için araştırmacılar, sorunlu etkileşimleri iptal etmek için bağlayıcının daha yüksek enerji seviyelerini kullandılar. Önceki çalışmada, birleştiricinin bu tür enerji seviyeleri, ihmal edilemez iki kübitlik etkileşimlere neden olmalarına rağmen göz ardı edildi.

“Birleştiricinin daha iyi kontrolü ve tasarımı, kübit-kübit etkileşimini istediğimiz gibi uyarlamanın anahtarıdır. Bu, var olan çok seviyeli dinamiklerin mühendisliği ile gerçekleştirilebilir” diyor Sung.

Yeni nesil kuantum bilgisayarlar hata düzeltmeli olacak, yani kuantum hesaplamanın sağlamlığını artırmak için ek kübitler eklenecek.

Oliver, “Qubit hataları artıklık eklenerek etkin bir şekilde ele alınabilir” diyor, ancak böyle bir sürecin yalnızca kapılar yeterince iyiyse, yani hata düzeltme protokolüne bağlı olan belirli bir aslına uygunluk eşiğinin üzerindeyse işe yaradığına dikkat çekiyor. “Bugün en yumuşak eşikler yüzde 99 civarında. Bununla birlikte, pratikte, makul düzeyde donanım yedekliliği ile yaşamak için bu eşikten çok daha yüksek geçit aslına uygunlukları aranır.”

Oliver, MIT’nin Lincoln Laboratuvarı’nda yapılan araştırmada kullanılan cihazların, iki kübitlik operasyonlarda aslına uygun olarak gösterilen kazanımları elde etmek için temel olduğunu söylüyor.

“Yüksek tutarlılıklı cihazlar üretmek, yüksek doğruluklu kontrol uygulamak için bir adımdır” diyor.

Sung, “iki kübitlik geçitlerdeki yüksek hata oranları, kuantum donanımının, kuantum kimyası simülasyonu ve optimizasyon problemlerini çözme gibi klasik bilgisayarlarla tipik olarak çözülmesi zor olan kuantum uygulamalarını çalıştırma kapasitesini önemli ölçüde sınırlandırıyor” diyor.

Bu noktaya kadar sadece küçük moleküller kuantum bilgisayarlarda simüle edildi, simülasyonlar klasik bilgisayarlarda kolaylıkla gerçekleştirilebilirdi.

“Bu anlamda, iki kübitlik geçit hatalarını azaltmaya yönelik yeni yaklaşımımız, kuantum hesaplama alanında tam zamanında ve günümüzün en kritik kuantum donanım sorunlarından birinin ele alınmasına yardımcı oluyor” diyor.

Referans: Youngkyu Sung, Leon Ding, Jochen Braumüller, Antti Vepsäläinen, Bharath Kannan, Morten Kjaergaard, Ami Greene, Gabriel O. Samach, Chris McNally tarafından “Yüksek Doğruluklu CZ ve ZZ-Free iSWAP Kapılarının Ayarlanabilir Bir Kuplörle Gerçekleştirilmesi”, David Kim, Alexander Melville, Bethany M. Niedzielski, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Terry P. Orlando, Simon Gustavsson ve William D. Oliver, 16 Haziran 2021, Fiziksel İnceleme X.
DOI: 10.1103 / PhysRevX.11.021058

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.