Kvant kompüterlərinin inkişafinda yeni addim

Bizi Telegram-da da izləyə bilərsiniz:@xqazeti

ABŞ-ın Massaçusets Texnologiya İnstitutunun (MIT) alimləri kvant kompüterlərinin daha sürətli və dəqiq işləməsinə imkan verə biləcək yeni qubit arxitekturası hazırlayıblar. 

Tədqiqat barədə məlumat MIT-in rəsmi xəbər xidməti - MIT News tərəfindən bu gün, yayımlanıb. Araşdırmanın nəticələri Physical Review Applied jurnalında dərc edilib.

Kvant kompüterlərinin əsasını təşkil edən qubitlər klassik kompüterlərdəki bitlərdən fərqli olaraq kvant mexanikasının prinsipləri əsasında işləyir. Lakin onların ən mühüm problemlərindən biri olduqca həssas olmalarıdır. Xarici mühitlə qarşılıqlı təsir nəticəsində qubit öz kvant vəziyyətini itirə bilər. Dekoherens adlanan bu proses hesablamalarda səhvlərin yaranmasına və mürəkkəb kvant alqoritmlərinin sona çatdırılmasının çətinləşməsinə səbəb olur.

MIT tədqiqatçıları bu problemin həlli istiqamətində qubitin iki müxtəlif funksiyanı yerinə yetirə biləcəyi yeni konstruksiya hazırlayıblar. “Arm qubit” adlandırılan sistem iki bir-biri ilə əlaqəli komponentdən ibarətdir. Onlardan biri kvant məlumatını saxlayır, digəri isə sistemin digər elementləri və qubitlərlə qarşılıqlı əlaqə yaratmaq funksiyasını yerinə yetirir. Məhz bu ikinci komponent xarici aləmə uzanan “qol” funksiyasını daşıdığı üçün yeni arxitekturaya “arm qubit” adı verilib.

Alimlərin fikrincə, yeni yanaşmanın əsas üstünlüklərindən biri məlumatın saxlanması ilə qubitlər arasında qarşılıqlı əlaqənin yaradılması kimi iki mühüm tələbi eyni konstruksiyada birləşdirməsidir. Beləliklə, qubit digər sistem elementləri ilə daha sürətli əlaqə yarada, eyni zamanda kvant məlumatının sabitliyini daha yaxşı qoruya bilər.

Tədqiqat zamanı aparılan kompüter simulyasiyaları ümidverici nəticələr göstərib. MIT-in məlumatına görə, yeni arxitektura digər superkeçirici qubit sistemləri ilə müqayisədə yüksək koherens müddəti, daha sürətli əməliyyatlar və daha sürətli oxuma imkanları nümayiş etdirib. Bu xüsusiyyətlərin kvant kompüterlərində hesablamaların sürətinin və dəqiqliyinin artırılmasına kömək edə biləcəyi bildirilir.

Yeni texnologiyanın mühüm cəhətlərindən biri də kvant səhvlərinin düzəldilməsi istiqamətində potensialıdır. Alimlər gələcəkdə uzun və mürəkkəb hesablamaları səhvlər yaranarkən düzəldə bilən “fault-tolerant”, yəni səhvlərə davamlı kvant kompüterlərinin yaradılmasını qarşıya məqsəd qoyublar. Bunun üçün qubitlərin həm uzun müddət sabit qalması, həm də digər qubitlərlə sürətli və etibarlı əlaqə yaratması vacibdir.

Tədqiqatın müəllifləri bildirirlər ki, yeni arxitekturanın əsasını qubitin iki rejimini birləşdirən xüsusi əlaqələndirici qurğu təşkil edir. “Quarton coupler” adlandırılan bu qurğu komponentlər arasında güclü qeyri-xətti əlaqə yaratmağa imkan verir və arzuolunmaz qarşılıqlı təsirləri azaltmağa kömək edir. Bu isə qubitlərin dekoherens baş verməzdən əvvəl daha çox əməliyyat həyata keçirməsinə şərait yarada bilər.

Bununla belə, tədqiqatın hələ ilkin mərhələdə olduğunu qeyd etmək vacibdir. MIT alimləri yeni qubit arxitekturasını indilik kompüter simulyasiyalarında sınaqdan keçiriblər. Növbəti mərhələdə isə “arm qubit”in real fiziki nümunəsinin hazırlanması, laboratoriya şəraitində yoxlanılması və real kvant sistemlərinə inteqrasiyası nəzərdə tutulur. Tədqiqatçılar xüsusilə simulyasiyalarda əldə olunan nəticələrin praktiki qurğuda da təsdiqlənib-təsdiqlənməyəcəyini araşdıracaqlar.

Kvant kompüterlərinin praktiki istifadəyə verilməsi müasir elmin qarşısında duran ən mürəkkəb texnoloji məsələlərdən biri hesab olunur. Daha etibarlı qubitlərin hazırlanması bu istiqamətdə həlledici əhəmiyyət daşıyır. Gələcəkdə belə sistemlərin mürəkkəb elmi hesablamalarda, yeni materialların və dərmanların hazırlanmasında, optimallaşdırma məsələlərinin həllində və digər sahələrdə tətbiq olunacağı gözlənilir.

Əgər yeni texnologiyanın laboratoriya sınaqları da uğurlu nəticə verərsə, bu yanaşma gələcəyin genişmiqyaslı və səhvlərə davamlı kvant kompüterlərinin əsas komponentlərindən birinə çevrilə bilər.

N.Adilqızı
XQ