İlk programlanabilir kuantum bilgisayar modülü üretildi

Programlanabilir iyonlar kullanılarak, dünyanın ilk tamamen yeniden ayarlanabilir kuantum bilgisayar modülü üretildi.

İlk programlanabilir kuantum bilgisayar modülü üretildi

Programlanabilir iyonlar kullanılarak, dünyanın ilk tamamen yeniden ayarlanabilir kuantum bilgisayar modülü üretildi.

24 Ağustos 2016 Çarşamba 14:18
İlk programlanabilir kuantum bilgisayar modülü üretildi
 Kuantum bilgisayarlar, yüksek hız gerektiren ve/veya yüksek karmaşıklıktaki problemleri çözme konusundaki potansiyelleri nedeniyle sıklıkla araştırılan konulardan biri. Ama geniş çapta ve genel amaçlı kuantum cihazlar üretmenin birçok teknik zorluğu bulunuyor.

Bugüne kadar birçok araştırma grubu tarafından küçük fakat işlevsel kuantum bilgisayarlar geliştirilmesine rağmen, bunların tamamı sabit bir işleve yönelik olarak tasarlanmış ya da kuantum birimler arasında ancak sınırlı sayıda etkileşim gerçekleştirmeye elverişli modellerden oluşuyor.
Özsel olarak az sayıda atom, elektron ve süperiletken kesişme noktalarından oluşan donanımlarla kuantum etkilerini sergilemek ve basit kuantum algoritmaları yürütmek mümkün. Bir kuantum bilgisayarın herhangi bir işlevi yerine getirebilmesi, yani genel amaçlı olarak kullanılabilmesi için ise doğru fiziksel sistem ve programlama araçları gerekiyor. Bu konudaki en umut verici yöntemlerden biri, yakınlarındaki elektrotların elektromanyetik alanları tarafından sınırlandırılmış atomik iyonlar kullanmak.
Maryland Üniversitesi Birleşik Kuantum Enstitüsü ile Kuantum Bilgi ve Bilgisayar Bilimi Ortak Merkezi'nden Christopher Monroe öncülügündeki arastirmacılar, Nature dergisinin 4 Ağustos kapak konusu olarak yayımlanan bir makale ile, dünyanin ilk tamamen programlanabilir ve yeniden ayarlanabilir kuantum bilgisayar modülünü tanıttı.
PROGRAMLANABİLİR İYONLAR
Kendi kopyalarıyla bağlanabilme potansiyeli dolayısıyla "modül" olarak adlandırılan yeni cihaz, hapsedilmiş iyonların eşsiz özelliklerinden faydalanıyor ve herhangi bir algoritmayi 5 kuantum bit (İng. "qubit", yani kuantum bilgisayarlarındaki temel bilgi birimi) üzerinde koşabiliyor.
Modül, iyon hapsedilmesi ve kontrolü üzerine onyıllardır sürdürülmekte olan araştırmaların çıktılarını kullanmasına rağmen araştırma ekibi aynı zamanda kontrol ve ölçüm konusunda yeni yöntemler de ortaya koyuyor. Makalede sunulan bu yenilikler, sıkı şekilde odaklanmış lazer ışın dizilimleri kullanarak birçok iyonu aynı anda kontrol edebilmeyi, ve eşzamanlı olarak her bir iyonun parıltısını takip edebilen atanmış tespit kanallarını içeriyor.
Araştırma ekibi, ürettikleri modülü kuantum bilgisayarların hızlı şekilde çözebildiği bilinen üç farklı problemin küçük örnekleri üzerinde denediğini ifade ediyor. Makalenin birinci yazarı ve JQI araştırmacılarından Shantanu Debnath, bunun yeni bir adım olduğunu ve herhangi bir qubit çifti arasında doğrudan bağlantı kurarak sistemin herhangi bir algoritmayı yürütmesinin sağlanabilecegini, şimdilik yalnizca 5 qubit ile çalışmalarına rağmen ileride aynı tekniği çok daha büyük qubit gruplarına uygulayabileceklerini belirtiyor.
KUANTUM ALGORİTMALARI İLE TESTLER
Kuantum algoritmalar temel olarak üç aşamadan oluşuyor, bunlar: qubitlerin belli bir duruma getirilerek hazırlanması, kuantum mantık kapılarından geçmeleri, ve bir kuantum ölçümünün algoritma çıktılarını toplaması. Modül bu işlevleri farklı renklerdeki lazer ışınlarını kullanarak, yani kuantum mantık kapılarını sürmek üzere iyonları lazer ışınları ile vurarak gerçeklestiriyor (bu süreç geleneksel bilgisayarlardaki anahtar ve transistör işlevlerinin eşleniği olarak düşünülebilir).
Debnath'a göre lazer ışınlarının yeniden ayarlanabilme özelliği araştırmanın en önemli noktalarından biri. Test edilecek algoritmayi, uygun iyonlari iten bir dizi lazer sinyaline indirgemek suretiyle qubitler arasındaki ilişkileri dışarıdan ayarlanabilir kıldıklarını, dolayısıyla sorunu bir yazılım problemine indirgemeyi başardıklarını ifade ediyor. Bu, diğer kuantum bilgisayar mimarilerinde yer almayan bir esneklik.
ŞİFRE KIRMA POTANSİYELİ
Ekibin modülü test etmek üzere kullandığı algoritmalardan bir tanesi, verili bir matematiksel fonksiyonun ne sıklıkta tekrar ettiğini hesaplamaya yarayan Kuantum Fourier Dönüşümü (Ing. "Quantum Fourier Transform", QFT). QFT'nin yeterince büyük bir kuantum bilgisayar üzerinde koşulduğu takdirde, dünya genelinde yaygın olarak kullanılan çoğu şifreleme (İng. "encryption") algoritmasını kırabilecegi biliniyor. Modül üzerinde QFT algoritması %70, diğer iki algoritma ise %90 başarıyla koşulmuş.
Araştırmacılar zaman içinde kuantum bilgisayar modüllerine 100'e kadar qubit ekleyebileceklerini, ayrıca iyonları fiziksel olarak hareket ettirmek ya da iyonlar arasında fotonlar kullanarak bilgiyi taşımak suretiyle birden çok modülü bir araya getirmenin de mümkün olduğunu ifade ediyor.
Son Güncelleme: 24.08.2016 14:18
Yorumlar
Avatar
Adınız
Yorum Gönder
Kalan Karakter:
Yorumunuz onaylanmak üzere yöneticiye iletilmiştir.×
Dikkat! Suç teşkil edecek, yasadışı, tehditkar, rahatsız edici, hakaret ve küfür içeren, aşağılayıcı, küçük düşürücü, kaba, müstehcen, ahlaka aykırı, kişilik haklarına zarar verici ya da benzeri niteliklerde içeriklerden doğan her türlü mali, hukuki, cezai, idari sorumluluk içeriği gönderen Üye/Üyeler’e aittir.