Elm və Kosmos
Alimlərdən Kvant Kompüterlərdə 'Sehrli Vəziyyət' İnqilabı: 20 İllik Gözlənti Gerçəkləşdi
1
1
Süni İntellekt
Oxumaq vaxt alır?
Məqalələri dinləyə bilərsiz
Dünyada ilk dəfə alimlər kvant kompüterləri sahəsində qeyri-adi bir fenomeni praktikada nümayiş etdirərək, superkompüterləri geridə qoyacaq səhvsiz cihazların yolunu açdılar. Bu proses 'sehrli vəziyyət distilləsi' adlanır və 20 il əvvəl təklif olunsa da, indiyə qədər məntiqi kubitlərdə tətbiq edilə bilməmişdi. İndi isə bu texnologiya, yüksək keyfiyyətli resurslar - 'sehrli vəziyyətlər' - yaratmaq üçün əsas rol oynayır.
'Sehrli vəziyyətlər' əvvəldən hazırlanmış kvant vəziyyətləridir və ən mürəkkəb kvant alqoritmləri tərəfindən resurs kimi istifadə olunur. Bu resurslar olmadan kvant kompüterləri kvant mexanikasının qəribə qanunlarından istifadə edərək paralel məlumat işləmə imkanlarına malik ola bilməz. 'Sehrli vəziyyət distilləsi' isə bu vəziyyətlərin ən yüksək keyfiyyətə çatdırılması üçün bir növ süzgəc prosesidir.
İndiyədək bu proses yalnız fiziki kubitlərdə - səhvlərə meyilli əsas kvant elementlərində tətbiq edilirdi. Lakin məntiqi kubitlərdə, yəni səhvləri aşkar edib düzəldə bilən və eyni məlumatı paylaşan fiziki kubitlər qruplarında, bu mümkün olmamışdı. Bu səbəbdən, məntiqi kubitlərdən istifadə edən kvant kompüterləri nəzəri olaraq klassik cihazlardan üstün ola bilmirdi.
Lakin QuEra şirkətinin alimləri ilk dəfə olaraq məntiqi kubitlərdə 'sehrli vəziyyət distilləsini' praktiki şəkildə həyata keçirdiklərini bildiriblər. Onların tədqiqatları 14 iyulda "Nature" jurnalında dərc edilib. QuEra-nın kommersiya rəhbəri Yuval Boger bildirib ki, "Kvant kompüterlərinin vədlərini yerinə yetirə bilməsi üçün 'sehrli vəziyyət distilləsi' prosesi vacibdir. Bu, tələb olunan bir mərhələdir."
Kvant kompüterləri kubitlərdən istifadə edərək məlumatları emal edir və mürəkkəb alqoritmləri icra edir. Lakin fiziki kubitlərin 'səs-küylü' olması, yəni temperatur dəyişiklikləri və elektromaqnit şüalanma kimi amillərlə pozulması səbəbindən hesablamalar tez-tez dayandırılır. Buna görə də, kvant səhv düzəltmə texnologiyası (QEC) bu sahədə əsas tədqiqat istiqamətidir.
Yeni tədqiqatda alimlər "Gemini" neytral-atom kvant kompüterindən istifadə edərək beş qeyri-kamil sehrli vəziyyəti bir ideal vəziyyətə distillə ediblər. Bu proses həm 'Məsafə-3', həm də 'Məsafə-5' məntiqi kubitlərdə həyata keçirilib. Bu, məntiqi kubitin keyfiyyətindən asılı olaraq prosesin miqyaslana biləcəyini göstərib. Məsafə dərəcəsi nə qədər yüksəkdirsə, məntiqi kubitin səhvlərə qarşı davamlılığı da bir o qədər yüksəkdir.
Alimlər bildirirlər ki, bu prosesin nəticəsində əldə edilən sehrli vəziyyətin dəqiqliyi əvvəlki vəziyyətlərdən daha yüksək olub. Bu, səhvsiz sehrli vəziyyət distilləsinin praktikada işlədiyini sübut edir. Bu isə məntiqi kubitlər və yüksək keyfiyyətli sehrli vəziyyətlərdən istifadə edərək, superkompüterlərdə simulyasiya edilə bilməyən proqramları işlədə biləcək kvant kompüterlərinin mümkün olduğunu göstərir.
QuEra-nın tədqiqat rəhbəri Sergio Cantu bildirib ki, "Kvant kompüterlərinin faydalı olması üçün uzun və mürəkkəb hesablamalar aparması lazımdır. Əgər səhv dərəcəsi çox yüksəkdirsə, bu hesablamalar mənasız məlumatlara çevrilir. Səhv düzəltmənin əsas məqsədi bu səhv dərəcəsini azaltmaqdır ki, milyonlarla hesablamanı təhlükəsiz şəkildə həyata keçirmək mümkün olsun."
1