Kvant Kompüterlərdə Dünya Rekordu: “6,7 milyon əməliyyatda cəmi bir səhv”

Kvant kompüterlərinin qarşısında duran ən böyük maneələrdən biri – yüksək səhv nisbəti probleminin aradan qaldırılması istiqamətində alimlər mühüm bir nailiyyət əldə ediblər. Aydınlar.az xarici mətbuata istinadən xəbər verir ki, hakimli elmi jurnal olan APS Physical Review Lettersdə dərc olunan araşdırmada, indiyə qədər qeydə alınan ən aşağı kvant səhv nisbəti əldə olunub: 0,000015 faiz. Bu göstərici, təxminən hər 6,7 milyon əməliyyatda yalnız bir səhv deməkdir.

Bu uğur, həmin tədqiqat qrupunun 2014-cü ildə əldə etdiyi əvvəlki rekord – hər 1 milyon əməliyyatda bir səhv səviyyəsi ilə müqayisədə təxminən 10 dəfə yaxşılaşma deməkdir.

Kvant Səs-küyü (Gurultu) Problemi

Kvant kompüterlərində baş verən səhvlərə “səs-küy” deyilir. Bu da hesablama nəticələrinin etibarsız olmasına gətirib çıxarır. Bu səhvlər həm fiziki məhdudiyyətlərdən (məsələn, kvant vəziyyətinin zamanla pozulması və ya məlumat sızması), həm də avadanlıq və idarəetmə üsullarındakı qüsurlardan yaranır.

Araşdırma qrupu, təbiət qanunlarından irəli gələn səhvləri tam aradan qaldıra bilməsə də, kompüterin memarlığı və idarəetmə üsullarından qaynaqlanan gürültünü demək olar ki, sıfıra endirərək bu tarixi nəticəni əldə edib.

Oksford Universitetindən Molly Smith, Livescience saytına açıqlamasında bildirib:

"Səhv ehtimalını bu qədər azaltmaq, kvant səhv-düzəltmə sistemlərinin miqyasını xeyli kiçildir. Bu isə gələcək kvant kompüterlərinin daha kiçik, sürətli və səmərəli olmasına yol açır."

Smith həmçinin bu dəqiq idarəetmənin, kvant saatları və sensorları kimi digər kvant texnologiyaları üçün də faydalı olacağını vurğulayıb.

Fotondan İyona: Yeni Texnologiya

Araşdırmada istifadə edilən kvant kompüteri, ənənəvi foton əsaslı kübit (kvant bit) memarlığı əvəzinə, “tələyə salınmış ionlar”a əsaslanan xüsusi platformadan istifadə edib. Üstəlik, sınaqlar otaq temperaturunda aparılıb ki, bu da texnologiyanın daha praktik və inteqrasiya edilə bilən olmasını təmin edib.

Tədqiqatçılar fotonları lazerlə sabitləmək əvəzinə, kalsium-43 ionlarını mikrodalğalarla tələyə salıblar. Bu ionlar, atom saatı kimi işləyən “hiper-incə” kvant vəziyyətinə gətirilib. Bu vəziyyət, kvant əməliyyatlarının (kvant qapılarının) daha dəqiq həyata keçirilməsinə imkan yaradıb.

Mümkün tezlik və amplituda dəyişikliklərini aradan qaldırmaq üçün xüsusi alqoritm hazırlanıb. Bu proqram, mikrodalğaların yaratdığı səs-küyü davamlı şəkildə aşkar edib düzəldir. Nəticədə, tədqiqatçılar fiziki cəhətdən mümkün olan ən aşağı səhv nisbəti ilə kvant əməliyyatları həyata keçirməyi bacarıblar.

Daha Az Xərc, Daha Yüksək Səmərəlilik

Bu üsulla, artıq təkli kvant qapıları (single-gate qubit) ilə aparılan hesablamalarda demək olar ki, sıfır səhv ilə genişmiqyaslı əməliyyatlar həyata keçirmək mümkündür. Bu isə mühəndislərə sistem daxilində yalnız səhv-düzəltmə üçün ayrılan kübit sayını azaltmağa imkan verir.

Nəticə etibarilə, bu nailiyyət həm kvant kompüterlərinin ölçüsünü, həm də dəyərini azaltmaq potensialına malikdir.

Lakin hələ də həll olunmamış problemlər mövcuddur. Xüsusilə çoxlu kübit qapıları (multigate) üçün səhv nisbəti hələ də yüksəkdir – təxminən hər 2 min əməliyyatda bir səhv.

Bu səbəbdən, bu araşdırma kvant kompüterlərinin praktiki istifadəyə doğru atılmış mühüm addım olsa da, mürəkkəb hesablama sistemləri üçün hələ də texniki çətinliklər qalır.

Xəbər Müəllifi: Vasif Şükür