Photonic Inc., Kuantum Düşük Yoğunluklu Parite Kontrolü (QLDPC) çerçevesinde geliştirdiği yeni hata düzeltme koduyla kuantum hesaplama alanında önemli bir ilerleme kaydettiğini duyurdu. SHYPS adı verilen bu yeni kodlar, geleneksel yüzey kodu yöntemlerine kıyasla çok daha az kuantum biti (kübit) kullanarak hata düzeltme ve kuantum hesaplama süreçlerini daha verimli hale getirebiliyor. Bu yenilik, pratik kuantum hesaplamanın hayata geçirilme sürecini önemli ölçüde hızlandırabilir.
SHYPS Kodları Nedir?
Pratik kuantum hesaplama için zaman çizelgesi kısaldı. SHYPS’in sunumu: hata düzeltmeli kuantum hesaplamayı verimli bir şekilde yapabilen ilk QLDPC kod ailesi. Patent bekleyen SHYPS kodları, geleneksel yüzey kodlarına kıyasla mantıksal kübit başına çok daha az kübit kullanmaktadır.
Kuantum bilgisayarların temel bileşenleri olan kübitler çevresel “gürültüye” karşı çok savunmasızdır. İzole edildiğinde, bu gürültü tüm sistemi güvenilmez hale getirir. Kuantum “hata düzeltme”, gürültüye karşı yüksek hassasiyeti azaltmak ve kuantum sistemlerinin ticari ölçekli uygulamaları yürütmesini sağlamak için gereklidir.
Kuantum mantığını verimli bir şekilde uygulayabilmek için önemli bir atılım gerekiyordu. Bundan 20 yıl önce tanıtılan QLDPC kodları, yüzey kodlarına güçlü bir alternatif olarak görülse de, etkili bir şekilde uygulanmaları konusunda büyük zorluklar yaşanıyordu. Photonic Inc.’in “QLDPC Kodlarında Verimli Hesaplama” başlıklı yeni makalesi, bu alandaki gelişmelere odaklanarak SHYPS (Subsystem HYpergraph Product Simplex) adlı yeni QLDPC kod yapısını tanıtıyor.
Global Quantum Intelligence baş analisti David Shaw, bu gelişmeyi “Gerçekten önemli bir dönüm noktası” olarak değerlendirdi. Shaw, “Kuantum dünyasında artık yeni kodları çalıştırabilenler ve çalıştıramayanlar arasında bir ayrım oluşacak. Donanım geliştirme becerilerine yatırım yapanlar ile hızlı ilerlemek isteyenler arasındaki rekabet artacak. Kod inovasyonu için bu yarış kaçınılmaz. Şu ana kadar zor olan kısım iyi kodlar oluşturmaktı, ancak asıl mesele bunları etkili bir şekilde uygulayabilmekti. Bu yeni çalışma, bu zorluğu aşarak kuantum hesaplamada büyük bir ilerleme sağladı” dedi.
Photonic’in Kuantum Baş Sorumlusu Stephanie Simmons, yüksek performanslı QLDPC kodlarının geliştirilmesinin kuantum hata düzeltme araştırmalarında kritik bir hedef olduğunu vurguladı. SHYPS kodlarının, geleneksel yüzey kodlarına kıyasla tüm kuantum algoritmalarını 20 kat daha az fiziksel kübit ile çalıştırabildiğini belirtti. Bu yeni kodlar, hesaplamaların hızlanmasını ve hata düzeltme devrelerinin daha verimli çalışmasını sağlarken, yalnızca tek bir ölçüm turu gerektiren “tek atış” (single-shot) özelliği ile hata düzeltme sürecini de basitleştiriyor. Aynı zamanda, kuantum hesaplamayı daha pratik hale getirerek devrelerin çalışma süresini önemli ölçüde azaltıyor.
SHYPS kodları, tek bir kübitin bağlı olduğu ızgara tabanlı bir topoloji ile kuantum bilgisayar uygulamalarına uyum sağlayacak şekilde tasarlandı. Ancak bu yapının verimli kullanılması için yüzey kodları ile birlikte uygulanması gerekiyor. QLDPC kodlarının avantajlarından tam olarak yararlanabilmek için daha yüksek seviyede bir bağlantı sağlayan yerel olmayan etkileşimlere ihtiyaç duyuluyor. Bu kodlar, kapsamlı simülasyonlarla test edilerek pratikte çalıştığı doğrulandı. Photonic, mevcut algoritmaların bu yeni yaklaşımla daha verimli hale getirilmesi için optimizasyon çalışmalarını sürdüreceğini duyurdu.
SHYPS kodlarının duyurusu, Photonic tarafından yayımlanan bir haber bülteniyle gerçekleştirildi. Konuyla ilgili ayrıntılı bilgilere teknik dokümanda yer verilirken, Dr. Stephanie Simmons’ın bu yeni kodu detaylı bir şekilde açıkladığı bir YouTube videosu da izleyicilerle paylaşıldı.
Kaynaklar
- Photonic Inc. Reveals a New and More Efficient Quantum Error Correction Code – Quantum Computing Report
- photonic.com/blog/introducing-shyps/
Haberi Derleyen: Berfin Akay-Kırıkkale Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi-Fizik Bölümü
