Caltech fizikçileri, kuantum hesaplamanın ölçek ekonomisi sorununa kritik bir yanıt oluşturacak nitelikte bir nötr atom tabanlı kübit dizisi kurdu. Optik cımbızlarla (yüksek odaklı lazer demetleri) 6.100 sezyum atomunu iki boyutlu bir ızgarada yakalayan ekip, tek dizide binlerce kübit barındırma kapasitesini, uzun süperpozisyon kararlılığı ve yüksek tekil kapı doğruluğu ile birleştirdi. Bulgular Nature dergisinde yayımlandı.
NİCELİK VE KALİTE
Caltech’te fizik profesörü ve çalışmanın yürütücüsü Manuel Endres, nötr atom kuantum hesaplamasında temel taşların bir araya geldiğini vurguladı; ekibin amacı, büyük hata düzeltmeli kuantum bilgisayarlarına giden yolu somutlaştırmak. Araştırmada, 12.000 optik cımbıza bölünmüş tek bir lazer ışını ile vakum odasında 6.100 atom tutuldu; dizideki kübitler yaklaşık 13 saniye süperpozisyonda korunurken, tekil kübit manipülasyonu yüzde 99,98 doğruluğa ulaştı. Ekip, önceki benzer dizilerde görülen kararlılık sürelerini neredeyse 10 kat aşan bu sonuçların, ölçek artışının niteliği bozmak zorunda olmadığını ortaya koydu.
HAREKET HALİNDE KOHERENS
Araştırmacılar, dizideki atomları yüzlerce mikrometre boyunca süperpozisyonu koruyarak taşımayı başardı. Bu, nötr atom platformunun hareketli mantık ve verimli hata düzeltme potansiyelinin altını çiziyor. Çalışmayı yürüten lisansüstü araştırmacılar, tek tek atomları koşarken su dolu bir bardağı taşımaya benzeten bir örnekle, hareket sırasında kuantum durumunu bozmadan yapılan taşımanın deneysel inceliğine dikkat çekti.
HATA DÜZELTME EŞİĞİ
Bir sonraki kilometre taşı, binlerce fiziksel kübit ölçeğinde kuantum hata düzeltmesinin fiilen uygulanması olacak. Ekip, nötr atom yaklaşımının süperiletken devreler ve hapsolmuş iyonlar gibi alternatiflerle rekabet edebilir bir hata toleransı mimarisi sunabileceğini değerlendiriyor. Araştırmacılar, klonlamama teoremi nedeniyle kübitlerin doğrudan kopyalanamaması yüzünden hata düzeltmenin daha sofistike kodlama stratejilerine dayanacağını, dolayısıyla büyük dizilerde yüksek doğrulukta kontrol ile uzun koherens zamanlarının birlikte gerekeceğini aktarıyor.
