Konvansiyonel bir süper bilgisayar tarafından çözülmeye bile başlanamayan ne tür problemlerin kuantum hesaplamalı olarak çözülebileceği konusundaki tartışma, bugüne kadar dünyanın en güçlü kuantum bilgisayarlarından ikisini kullanan son denemelerle yeniden ateşlendi. Bu konuda bayrağı elinde tutan ülke Çin.
Teorik olarak, yeterli karmaşıklığa sahip bir kuantum bilgisayar – örneğin yeterli kuantum biti veya “kübit” – klasik bir bilgisayarın asla çözemeyeceği sorunları çözmesini sağlayacak bir “kuantum avantajı” geliştirebilir. Teoride, 300 kübitlik bir kuantum bilgisayar, evrendeki atomlardan daha fazla hesaplamayı tek bir anda işleyebilir.
2019’da Google, 53-qubit Sycamore işlemcisinin böyle bir “kuantum önceliği” gösterdiğini ve şirketin o sırada dünyanın en güçlü süper bilgisayarı olan Summit’i 10.000 yıl alacağını tahmin ettiği bir hesaplamayı 200 saniyede tamamladığını iddia etti. Ancak IBM araştırmacıları daha sonra, Summit’in bu sorunu daha iyi klasik yöntemlerle 2,5 günde çözebileceğini iddia ederek kuantum avantajı iddiasını sorguladı.
Şu anda en son teknoloji, hiçbir deneyin gerçek dünyadaki görevler için kuantum bir avantaj göstermediğidir (Chao-Yang Lu, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi).
Şimdi, Çinli araştırmacılar, Sycamore’un üstesinden gelmek zorunda olduklarından daha zor olduğunu iddia ettikleri görevler üzerinde iki farklı kuantum bilgisayarı teste tabi tuttular ve sonuçlar daha hızlıydı. Araştırmalarının “kusursuz bir kuantum hesaplama avantajı” gösterdiğini belirtiyorlar.
Bir deneyde, araştırmacılar, bir dizi olasılıktan alınan rastgele örneklerle bir sorunu çözmek için 56 süper iletken kübit kullanan bir sistem olan Zuchongzi’yi kullandılar. Zuchongzi’nin Summit’i 1.2 saatte tamamlaması en az 8.2 yıl sürecek olan bir örnek ödevi bitirdiğini keşfettiler. Ek olarak, bu örnekleme sürecinin, Google’ın Sycamore için kuantum avantajı elde etmek için kullandığından onlarca ila yüzlerce kat daha fazla hesaplama gerektirdiğine dikkat çektiler.
Farklı bir deneyde, araştırmacılar fotonik kuantum bilgisayarı Jiuzhang 2.0’ı Gauss bozonu örneklemesi adı verilen bir teknik kullanarak rastgele veri yamalarını değerlendirerek teste tabi tuttular. Jiuzhang 2.0’ın, tespit edilen 113 fotonu kullanarak sorunu geleneksel süper bilgisayarlardan yaklaşık 1024 kat daha hızlı çözebileceğini hesapladılar.
Jiuzhang 2.0’ın test edildiği Gauss bozonu örnekleme probleminin, Zuchongzi kullanılarak yapılan çalışmalarda kullanılan örnek işin bilinen hiçbir pratik faydası olmasa da, hangi molekül çiftlerinin birbiriyle en iyi eşleştiğini belirlemek gibi birçok pratik kullanımı olabilir. Sonuç olarak, hem çalışmaların ortak yazarı hem de Hefei’deki Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde profesör olan fizikçi Chao-Yang Lu’ya göre, bu çalışmanın temel molekülleri ve kimyasal reaksiyonları kopyalamada kuantum kimyası etkileri olabilir.
Lu’ya göre, bu yeni testler “daha karmaşık kuantum bilgisayarlar yaratmaya yönelik sağlam ve temel kilometre taşları”. Bununla birlikte, kuantum hesaplamayı çevreleyen büyüyen yutturmaca hakkında bir uyarı veriyor.
Lu’ya göre, kuantum hesaplamadan gerçekten yararlanabilecek hesaplama sorunlarının sayısı hala son derece küçük.
“Şu anda en son teknoloji, hiçbir deneyin gerçek dünyadaki görevler için kuantum bir avantaj göstermediğidir. Dünyanın sadece beş kuantum bilgisayara ihtiyacı var, bu yüzden aşırı karamsar veya dar görüşlü olmamalıyız, ancak buna ihtiyacımız var. iyimserlik ve abartı arasında ayrım yapmak.”
Kaynak: Spectrum
