Bir kuantum bilgisayarda dolaşan rekor sayıda kübit

Rekor kıran sayıda kuantum bitinin veya kübitin bir kuantum bilgisayarının içinde dolaşık olduğu kanıtlanmıştır. Nispeten çok sayıda kübit ile bunu başarmak için daha önce girişimlerde bulunuldu, ancak hiçbiri dolaşıklığı doğrulayamadı.

İki dolaşık kuantum parçacığı için, birinin bazı özelliklerini değiştirmek, diğerinin aynı özelliğini otomatik olarak değiştirir. Daha fazla sayıda parçacık için, yalnızca her bir çift değil, aynı zamanda hepsi de diğerlerinin her biri ile karışabilir.

Araştırmacılar, 1980’lerin sonunda üç veya dört ışık parçacığını bu daha karmaşık şekilde nasıl karıştıracaklarını buldular. Daha yakın zamanlarda, kuantum bilgisayarlarda 27 kübit dolaşık hale geldi. Şimdi, Xiao-bo Zhu Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi ve meslektaşları bu sayıyı 51 kübite çıkardılar.

Araştırmacılar, daha önce karmaşık sorunları o kadar hızlı çözmek için kullanılan Zuchongzhi kuantum bilgisayarını kullandılar ki, araştırmacılar onun kuantum üstünlüğüne ulaştığını iddia ettiler – yani herhangi bir geleneksel süper bilgisayar tarafından rakipsizdi. Zuchongzhi, elektriği kayıpsız ileten bir malzemenin küçük halkaları olan 66 süper iletken kubit içerir. Araştırmacılar, kübitlerin durumunu mikrodalgalarla kontrol ettiler ve farklı kübitlerin birbiriyle nasıl etkileşime girdiğini ayarladılar. onlara manyetik alan darbeleriyle vuruyor.

Bu kontrolleri, aynı anda birçok kübit çiftine kuantum mantık kapılarını (kübitlerin kuantum durumlarını değiştiren işlem dizileri) uygulamak için kullandılar. Bu şekilde, bir çizgide düzenlenmiş 51 kübiti ve iki boyutlu bir düzlemde düzenlenmiş 30 kübiti karıştırdılar, her durumda bir rekor.

“Bu başarı, cihaz için titiz kalibrasyon ve iyi düşünülmüş tasarım seçimlerinden kaynaklanmaktadır” diyor. Nathan Lacroix Zürih’teki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nde. Bu, Zuchongzhi’nin gücünden bahsederken, diğer araştırmacıların daha önce 57 kübite kadar benzer sistemler oluşturduklarını, ancak her birinin diğer kübitlerle karıştırıldığını doğrulayamadıklarını söylüyor.

“Dolaşıklık, geleneksel bilgisayarlar ile kuantum bilgisayarlar arasındaki temel farklardan biridir ve kuantum algoritmalarının önemli bir bileşenidir. Çok sayıda dolaşık kübit göstermek, bir kuantum bilgisayar için önemli bir ölçüttür” diyor. Charles Tepesi Avustralya’daki Yeni Güney Galler Üniversitesi’nde. Hill ve meslektaşları benzer bir başarıyı 65 kübitlik bir cihazla denediler, ancak kübit setinin bütün bir grup olarak değil, yalnızca çiftler halinde dolaştığını kanıtlayabildiler.

Zhu, “Dolaşıklığa tanık olmak için yeni bir yöntem geliştirmemiz gerekiyordu” diyor. Bu, çok fazla zaman veya hesaplama kaynağı gerektirmeden kübitlerin ne yaptığını karakterize etmek için yeterli bilgiyi toplayan akıllı bir minimum ölçüm seti seçimini içeriyordu.

Christian Andersen Hollanda’daki Delft Teknoloji Üniversitesi’nden bir araştırmacı, 51 dolaşık kübitin hesaplamalarda nasıl kullanılabileceği hemen belli olmasa da, araştırmacıların etkileyici bir teknik başarı elde ettiklerini ve benzerleri olmadığı için kendisi de ilginç olan çok karmaşık bir sistem yarattıklarını söylüyor. klasik fizik. “Bu çalışma, süper iletken kübitlerle gerçekten neler yapabileceğimiz konusunda diğer araştırmacıları aydınlatabilir” diyor.