Gönderiyi okuyorsunuz: IBM, kuantum hesaplama için iyimser bir gelecek getiriyor
Son dönemde araştırmacılar kuantumun klasik sistemlere kıyasla pratik bir hızlanma sağlamadığını ifade etti. Araştırmada yer alan teorik fizikçi Xavier Waintal, kuantumun avantajlı olacağına inanmamız için hiçbir neden olmadığını, belki de şanslıysak bazı problemlerde daha hızlı olabileceğini söyledi. Ancak IBM, kuantum bilgisayarların yakında pratik görevlerde klasik bilgisayarlardan daha iyi performans göstereceğini gösteren çığır açıcı bir deneyi duyurdu.
IBM, UC Berkeley’deki araştırmacılarla işbirliği içinde, bazı bilgi işlem sorunlarının çözümüne yönelik yöntemler denediklerini duyurdu. Ekip, hesaplamalarda hatalara neden olan kuantum gürültüsünün üstesinden gelmek için “hata azaltma” teknikleri geliştirdi. Araştırmacılar, Eagle işlemcinin 127 kübitini kullanarak hesaplamalar yapabildiler ve bu da onu türünün en büyük deneyi haline getirdi.
Deney sayesinde IBM, karmaşık devrelerin hacimleri için beklenen kesin değerleri başarılı bir şekilde ölçerek klasik kaba kuvvet hesaplamasının yeteneklerini aşmayı başardı ve böylece hata toleransına ulaşılmadan önce bile kuantum hesaplamanın kullanışlılığına dair kanıt sağladı. Sonuçlar, bu ölçekte bir süper iletken işlemcinin tutarlılığı ve kalibrasyonundaki ilerlemelerin yanı sıra, bu kadar büyük bir cihazdaki gürültüyü kontrol etme ve karakterize etme yeteneği sayesinde mümkün oldu. Güçlü dolaşıklık içeren durumlarda kuantum bilgisayarının, ana klasik yaklaşım yöntemlerinin yeteneklerini aşan doğru sonuçlar ürettiği gözlemlendi.
Deney, kuantum algoritmik tasarıma yönelik çok önemli bir gelişme olarak kabul ediliyor. IBM Quantum’un kuantum yetenekleri ve gösterimleri müdürü Abhinav Kandala, asıl ilerlemenin “nabız uzatmanın ötesinde gürültüyü manipüle etmek” olduğunu açıkladı. Bu onların daha karmaşık ekstrapolasyonlar yapmalarına olanak tanıdı ve gürültü yanlılığının etkisini daha önce mümkün olmayan bir şekilde etkili bir şekilde azalttı.
Sıfır Gürültü Araştırması (ZNE): Gürültüyü farklı düzeylerde artırarak ve değerlendirerek ve ardından gürültü olmadan sistemin nasıl olacağını anlamak için ekstrapolasyon kullanarak kuantum sistemlerindeki hataları düzeltmenin bir yolu.
Her şeye cevap bulamadım
Kuantum hesaplama süresi minimum düzeyde olmasına rağmen, her kuantum hesaplaması güvenilmez olabilir. Kuantum gürültüsündeki dalgalanmalar hatalara neden olur ve kuantum hesaplamadaki ilerlemelere giden yol yalnızca hata düzeltmelerinden geçer.
Daha fazla kubiti işlemek için daha iyi işlemcilere ihtiyaç duyulacağından kuantum bilgisayarlardaki hataların düzeltilmesinin yıllar alacağına inanılıyor. Hesaplama hatalarını tespit edip düzeltebilirseniz en büyük sorun çözülebilir. IBM’e göre hataların azaltılması, uzun vadeli bir hedef olmaya devam eden geçici bir çözümdür.
Kuantum hesaplamanın pratik değerini değerlendirmek için araştırmacılar klasik bir algoritma oluşturdular ve onu klasik bir bilgisayardaki Grover’ın algoritmasını taklit eden kuantumdan ilham alan bir algoritmayla karşılaştırdılar. Sonuçlar, hata oranı bir şekilde 10.000 kat azaltılabilse bile (ki bu aşırı iyimser bir iddiadır), kuantum hesaplamanın beklenen teorik avantajına ulaşmanın yine de daha fazla çaba gerektireceğini gösterdi. muazzam miktarda hesaplama süresi.
Neden Kuantum’a ihtiyacımız var?
2019 yılında Google araştırmacıları, kuantum bilgisayarlarının, geleneksel bir süper bilgisayarda 10.000 yıl sürecek bir hesaplamayı 3 dakika 20 saniyede tamamladığını iddia etti. Ancak bazı araştırmacılar, sorunun yapay olarak yaratıldığı ve gerçek dünyada hiçbir uygulaması olmadığı iddiasını sorguladı. Ek olarak, Çinli araştırmacılardan oluşan bir ekip aynı hesaplamayı kuantum olmayan bir süper bilgisayarda beş dakikadan biraz fazla bir sürede başardı ve Google’ın 10.000 yıllık zaman tahmininin yanlış olduğunu kanıtladı.
Klasik veya dijital bilgisayarlar 1 veya 0 bit formundaki bilgilerle çalışır. Kuantum bilgisayar ise daha karmaşık bir bilgi durumu içerdiği söylenen kuantum bitleri veya kübitlerle çalışır. Shrödinger’in ünlü kedi deneyine paralellik kuracak olursak, tıpkı bir kedinin canlı ve ölü olabildiği gibi, bir kübit de aynı anda hem 1 hem de 0 olabilir. Bu, kuantum bilgisayarların aynı anda birden fazla hesaplama yapmasına olanak tanır ve hesaplamayı hızlandırarak kuantum bilgisayarları tüm alanlardaki büyük ve karmaşık sorunları çözebilir.
Hesaplamaların deterministik olduğu klasik hesaplamanın aksine, kuantum hesaplamada hesaplamalar olasılıksaldır ve aynı girdi için birden fazla olası çıktı olabilir. Ancak bu, kuantum hesaplamanın en büyük dezavantajlarından biri olan büyük hatalara yol açmaktadır. Kuantum hesaplama gürültü, aksaklıklar ve kuantum tutarlılığının kaybı gibi hatalarla doludur ve bunlar tam olarak yürütülemeden başarısız olabilir.
