IBM ile Chicago Üniversitesi araştırmacıları, klasik bilgisayarların pratikte tekrarlayamayacağı ölçüde karmaşık bir işlemi yaklaşık 15 dakikada tamamlayan ve sonucun güvenilirliğine ilişkin istatistiksel kanıt sunan yeni bir kuantum hesaplama sistemi geliştirdi.

Kuantum bilgisayarların önündeki en büyük engellerden biri olan “sonucu doğrulama” sorununda önemli bir aşama kaydedildi. Araştırma ekibi, yüksek işlem gücü ile hata denetimini aynı sistemde buluşturarak kuantum hesaplamaların yalnızca hızlı değil, kontrol edilebilir biçimde de gerçekleştirilebileceğini gösterdi.

Deneyde, fiziksel kübitlerin hata düzeltme uygulanmış biçimi olan 70 mantıksal kübit kullanıldı. Sistem üzerinde 2 bin 415 mantıksal iki kübit işlemi ile 468 mantıksal T kapısı çalıştırıldı. Ortaya çıkan kuantum devresi, mevcut klasik simülasyon yöntemlerinin pratik koşullarda yeniden üretemeyeceği bir karmaşıklık düzeyine ulaştı. IBM’in kuantum bilgisayarı ise söz konusu hesaplamayı yaklaşık 15 dakikada tamamladı.

Çalışmanın öne çıkan sonucu, hata düzeltme mekanizmasının performansı oldu. Araştırmacılar, mantıksal kübitlerdeki hata oranının fiziksel kübitlerde ölçülen seviyeden 10 kat daha düşük olduğunu belirledi.

Bu sonuç, donanım kaynaklı hataların mantıksal kübitler ve hata düzeltme teknikleriyle önemli ölçüde bastırılabildiğini ortaya koydu. Sistem, binlerce işlemden oluşan devre boyunca yüksek doğruluk seviyesini korudu.

Kuantum bilgisayarlar geliştikçe klasik sistemlerin çözemeyeceği işlemleri gerçekleştirebiliyor. Ancak hesaplama klasik yöntemlerle tekrarlanamayacak kadar zorlaştığında, kuantum bilgisayarın doğru sonuç verip vermediğinin sınanması da başlı başına bir soruna dönüşüyor.

Daha önce bu amaçla kullanılan rastgele devre örnekleme yöntemleri, işlem karmaşıklığı arttıkça doğrulama açısından yetersiz kalabiliyor. IBM ve Chicago Üniversitesi ekibinin geliştirdiği devre tasarımı ise hesaplamayı zorlaştıran yapıyı korurken işlem sırasında meydana gelebilecek hataların tespit edilmesine imkân tanıyor.

IBM Research Direktörü ve IBM Fellow Jay Gambetta, çalışmayı kuantum bilişim açısından bir dönüm noktası olarak nitelendirdi. Gambetta, klasik bilgisayarların pratikte ulaşamayacağı bir hesabın gerçekleştirildiğini ve işlemin yüksek doğrulukla tamamlandığının istatistiksel olarak gösterilebildiğini söyledi.

Chicago Üniversitesi doktora öğrencisi Soumik Ghosh da kuantum bilgisayarların gerçek hayattaki kullanımında hız kadar güvenilirliğin de belirleyici olacağını vurguladı. Araştırmacılara göre doğrulama ve hata düzeltme alanındaki ilerlemeler, kuantum sistemlerinin pratik uygulamalara taşınmasını hızlandırabilir.