Google’ın bilim insanları, kuantum hesaplama alanında teoriden gerçek uygulamaya geçişi hızlandıracak bir adım attı. Şirketin Quantum Echoes adını taşıyan algoritması, dünyanın en hızlı süper bilgisayarlarını aratmayacak ölçüde 13.000 kat daha hızlı çalışabiliyor ve kuantum üstünlüğünü bağımsız olarak doğrulayabiliyor. Deneyler, Willow adlı kuantum işlemcisinde (QPU) gerçekleştirildi ve sonuçlar 22 Ekim’de Nature dergisinde yayımlandı. Baş araştırmacı Xiao Mi, kuantum algoritmalarının klasik yazılımlarla benzer bir çalışma prensibine sahip olduğunu vurguladı: Bir kuantum algoritması, problemi en verimli şekilde çözecek yol haritasını sunar; donanım ve yazılım birlikte hareket etmezse hem klasik hem de kuantum bilgisayarlar gerçek sorunları çözemez.
Moleküllerin gizli yapısı deşifre edildi Google ekibi, sadece hız rekorunu elmasına bakmıyor; aynı algoritmayı kullanarak kimyasal yapı analizinde de pratik bir deneme yaptı. 22 Ekim’de arXiv’de yayımlanan ikinci çalışmada, nükleer manyetik rezonans laboratuvarlarında gözlemlenen moleküllerin dinamiklerini taklit eden bir kuantum devresi tasarlandı. Bu deneyde, [4-13C]-toluen ve [1-13C]-3′,5′-dimetilbifenil (DMBP) adlı iki molekülün atom diziliği ve aralıklarına dair daha önce bilinmeyen bazı ayrıntılar ortaya çıktı. 15 kübitlik küçük bir sistemle yürütülen bu çalışmalar, gelecekte daha büyük moleküller üzerinde benzer simülasyonların yapılabileceğini gösteriyor ve klasik bilgisayarların ulaşamayacağı ölçekte bir simülasyon anlamına geliyor.
Kuantum “kelebek etkisi” deneyi Deneyin temelinde 105 kübitlik dolanık bir sistem yatıyor. Bilim insanları önce kuantum geçitlerini çalıştırdı, ardından bir kübiti bozarak aynı işlemleri geri almayı başardı. Böylece kuantum sisteminin iç yapısını ortaya çıkaran bir kelebek etkisi oluştu ve moleküllerdeki atomlar arasındaki mesafeler bu yöntemle ölçüldü. Doğruluğu test etmek için siber güvenlik alanından ilham alınıp geliştirilen “red-teaming” yaklaşımıyla zorlu karşılaştırmalar yapıldı; bu analizler, süper bilgisayar simülasyonlarıyla karşılaştırıldığında yaklaşık 10 yıl işlem süresine denk geldi. Texas Üniversitesi bilgisayar bilimi profesörü Scott Aaronson, çalışmayı kamuya açık bir meydan okuması olarak nitelendirdi: Çıktı, tek bir sayısal sonuç olsa bile başka bir kuantum bilgisayarla doğrulanabilir durumdadır.
Beş yıl içinde pratik uygulamalar mümkün olabilir Google, Willow çipini geçen yıl Aralık ayında duyurmuştu. Yeni işlemci, kübit sayısı arttıkça hata oranlarının üssel olarak azaldığını göstererek kuantum donanımında önemli bir kilometre taşı koydu. Ancak uzmanlar, yalnızca donanım yeterli değildir; yazılım ve donanımın birlikte gelişmesi gerekiyor. Önümüzdeki beş yıl içinde sadece kuantum bilgisayarlarla mümkün olan pratik uygulamaların da görülebileceğini öngören bilim insanları, bu hedefe ulaşmak için sistemlerin milyonlarca kübit ölçeğine çıkması gerektiğini belirtiyor. Şu anda en gelişmiş kuantum bilgisayarlar yüzlerce ile binlerce kübit seviyesinde çalışıyor.
