Harvard’daki bir grup fizikçi, yeniden başlatmaya gerek duymadan kesintisiz çalışabilen ilk kuantum bilgisayarı inşa ederek, tıptan finansa kadar pek çok alanı kökten değiştirebilecek bir alanda büyük bir atılıma imza attı.
Yıllarca çoğu kuantum bilgisayar sadece milisaniyeler boyunca çalışabiliyordu; daha gelişmiş makineler ise en fazla 13 saniye civarında çalışabiliyordu. Ancak Harvard ekibi geçtiğimiz ay sistemlerini iki saatten fazla süre boyunca çalıştırmayı başardı — ve araştırmacılardan bazıları, teoride makinenin sınırsız süre çalışabileceğini söyledi.
“Önümüzde hâlâ alınacak yol ve ölçeklenme ihtiyacı var, ancak burada Harvard’da yaptığımız deneysel atılımlar sayesinde artık yol haritası netleşti,” dedi makinenin tasarlandığı laboratuvarda görev yapan araştırma görevlisi Tout T. Wang.
Klasik bilgisayarlar yalnızca sıfır ya da bir değerini temsil edebilen ikili kod kullanırken, kuantum bilgisayarlar aynı anda birden fazla durumu temsil edebilen atomaltı parçacıkları kullanıyor. Bu sayede, kuantum bilgisayarlar normal bilgisayarların binlerce yılda çözebileceği problemleri dakikalar içinde çözebiliyor.
Kuantum bilgisayarların en büyük sorunlarından biri, makinelerin kesintisiz çalışmasını sağlamak. Kuantum bilişimdeki temel bilgi birimi olan “kübitler” atomaltı parçacıklardan oluşuyor. Ancak bilgisayar çalışırken kübitler “atom kaybı” denilen bir süreçle sistemden çıkabiliyor, bu da bilgi kaybına ve cihazın çökmesine yol açıyor.
“Atom kaybı bu sistem için büyük bir darboğaz,” dedi ekipte yer alan Harvard doktora sonrası araştırmacısı Mohamed Abobeih. “Bu çözülmeden ilerlemek mümkün değil.”
Harvard’ın kuantum araştırmalarının merkezinde yer alan Harvard Kuantum İnisiyatifi’nin lideri ve kuantum bilişimin öncülerinden Profesör Mikhail Lukin, bu sorunu çözmek için projeyi beş yıl önce başlattı. Ekip, bu yıl Eylül ayında Nature dergisinde bulgularını yayınladı ve durmaksızın çalışabilen deneysel bir kuantum bilgisayar tasarımını açıkladı.
Ekip, atomları ve atomaltı parçacıkları hareket ettirmek için iki aracı — “optik kafes taşıyıcı bant” ve “optik cımbızlar” — kullanarak kaybolan kübitlerin yerine yenilerini ekleyebilen yeni bir yöntem geliştirdi. Yeni sistem 3.000 kübite sahip ve saniyede 300.000 atomu bilgisayara enjekte edebiliyor; böylece kayıp oranını telafi edebiliyor.
“Artık kuantum bilgisayarlarımızın ne kadar süre çalışabileceğini sınırlayan temel bir engel yok,” dedi Wang. “Atomlar küçük bir ihtimalle kaybolsa bile, onların yerine yenilerini koyarak sistemde depolanan kuantum bilgisini etkilemeden çalışmaya devam edebiliyoruz.”
Araştırma, MIT’den fizikçi Vladan Vuletić ile ortak yürütüldü. Vuletić, bu bulguların kuantum bilişimde daha büyük ilerlemelerin temelini attığını söyledi. Ona göre, teoride değil pratikte de “sonsuz” çalışabilen kuantum bilgisayarlar üç yıl gibi kısa bir sürede gerçek olabilir.
“Bundan önce bunun en az beş yıl uzakta olduğu düşünülüyordu,” dedi Vuletić. “Şimdi ise çok daha yakın görünüyor, iki ila üç yıl ufkunda.”
Harvard ekibinin yenilikleri, dünyanın dört bir yanındaki bilim insanlarının daha hızlı ve güçlü kuantum teknolojileri geliştirmek için yarıştığı bir döneme denk geliyor. On milyarlarca dolar, tıptan finansa ve kriptografiğe kadar birçok alanı kökten değiştirme potansiyeli olan araştırmalara aktarılmış durumda.
“Bu alan yenilik için çok büyük potansiyel taşıyor,” dedi ekipte yer alan doktora öğrencisi Luke M. Stewart. “Donanımın yapabildikleriyle algoritmaların vaat ettikleri arasındaki boşluğu kapatıyoruz. Keşif için olgun bir alan.”
Harvard da kuantum bilişime büyük yatırımlar yaptı. 2021’de dünyanın ilk kuantum bilim ve mühendisliği doktora programlarından birini duyurdu. Ertesi yıl Amazon Web Services ile kuantum ağ üzerine bir ortaklık açıkladı. Lukin’in yönettiği Kuantum İnisiyatifi, sektör lideri araştırmaların merkezi olmayı sürdürüyor.
“Gerçekten sınırların nerede olduğunu anlamaya ve elimizdeki mevcut platformlardan en iyi şekilde faydalanmaya çalışıyoruz,” dedi doktora öğrencisi Neng-Chun Chiu. “Deneysel tarafta da teorik tarafta da sınırları ne kadar zorlayabileceğimizi görmek istiyoruz.”
Orjinal makale: https://www.thecrimson.com/article/2025/10/2/quantum-computing-breakthrough/
Bir yanıt yazın