Kuantum hesaplamanın tam potansiyelini gerçekleştirmenin zorluklarından biri, geleneksel bilgisayarlarda birleri veya sıfırları depolayan klasik bitlerin kuantum eşdeğerleri olan milyonlarca kübitin nasıl birlikte çalışabileceğini bulmaktır.

Birleşik Krallık’taki Sussex Üniversitesi’ndeki bilim adamları, bu teknolojiyle daha önce bilinenlerin çok ötesinde hız ve doğrulukla kübitleri doğrudan iki kuantum bilgisayar mikroçipi arasında taşımayı başardılar. Bu, kuantum bilgisayarların, tek bir makinede potansiyel milyonlarca kübit ile uğraşırken kritik bir faktör olan bir mikroçipin fiziksel sınırlarının ötesine ölçeklenebileceğini gösteriyor. Sussex Üniversitesi tarafından oluşturulan bir girişim olan Universal Quantum, bu teknolojiyi geliştirmeye devam edecek. Kuantum bilimcisi Mariam Akhtar, “Ekip, kuantum madde ara bağlantılarını kullanarak hızlı ve tutarlı iyon taşınımı gösterdi” diyor. Akhtar, Sussex Üniversitesi’ndeyken prototip araştırmasına öncülük etti. “Bu deney, Universal Quantum tarafından geliştirilen benzersiz mimariyi doğruluyor ve gerçekten büyük ölçekli kuantum hesaplama için heyecan verici bir yol sunuyor.”

Araştırmacılar, kübitleri taşımak için bir elektrik alanı kullanarak iletimi gerçekleştirmek için UQConnect adını verdikleri özel bir teknik kullandılar. Bu, mikroçiplerin kuantum bilgisayarları oluşturmak için yapboz parçaları gibi bir araya getirilebileceği anlamına gelir.

Qubitleri depolamanın ve taşımanın zor olduğu bilinse de ekip %99.999993 başarı oranı ve saniyede 2424 bağlantı hızına ulaştı. Bu şekilde, yüzlerce hatta binlerce kuantum bilgisayar mikroçipi, minimum veri veya hassasiyet kaybıyla bağlanabilir.

Kuantum mikroçip oluşturmanın birkaç yolu vardır: bu durumda mimari, daha iyi kararlılık ve güvenilirlik için kübitler olarak hapsolmuş atomik iyonları ve üstün elektrik yükü aktarımı için yüke bağlı devreleri kullandı.

Sussex Üniversitesi’nden kuantum bilimcisi Winfried Hensinger, “Kuantum bilgisayarlar büyüdükçe, sonunda mikroçipin boyutuyla sınırlı kalacağız, bu da böyle bir çipin depolayabileceği kuantum bitlerinin sayısını sınırlıyor” diyor. “Bu nedenle, modüler bir yaklaşımın, kuantum bilişimi yıkıcı endüstriyel sorunları çözecek kadar güçlü hale getirmenin anahtarı olduğunu biliyorduk.”

Kuantum hesaplamanın nihayetinde kullanılabileceği amaçlardan bazıları arasında yeni materyallerin geliştirilmesi, ilaç tedavi araştırmaları, siber güvenliğin iyileştirilmesi ve iklim değişikliğinin modellenmesi sayılabilir. Kuantum bilgisayarlar bugün var olsa da, yetenekleri daha sonra olabileceklerine kıyasla sınırlıdır – pratik olarak kullanılabilen ve programlanabilen makinelerden çok araştırma projeleridir.

Burada bildirdiğimiz gibi atılımlar, bizi kuantum hesaplamanın tam potansiyelini gerçekleştirmeye itiyor ve milyonlarca kübit kullanmanın yollarını geliştirmek bunun ayrılmaz bir parçası. Sussex Üniversitesi’nden kuantum bilimcisi Sebastian Veidt, “Bu heyecan verici sonuçlar, yaşamı değiştiren birçok kuantum hesaplama uygulamasının kilidini açacak kadar güçlü hale gelebilecek Evrensel Kuantum kuantum bilgisayarlarının olağanüstü potansiyelini gösteriyor” diyor.

Bu çalışma Nature Communications adresinden derlenmiştir.