Bilim İnsanları, “Kuantum Yalan Makinesi” ile Gerçek Kuantum Bilgisayarları Belirleme Yolunda
Bilim insanları, kuantum bilgisayarlarının gerçekten “kuantum” olup olmadığını belirleme konusunda yeni bir yöntem geliştirdi. Physical Review X dergisinde yayımlanan çığır açıcı bir araştırmada, bir bilgisayarın hesaplama gücünün klasik fizik yasaları mı yoksa kuantum mekaniği mi ile açıklanabileceğine dair deneysel bir yöntem tanıtıldı.
Yönteme “kuantum yalan makinesi” adı veriliyor çünkü sadece kuantum fiziğiyle mümkün olan işlemleri tespit edebiliyor ve klasik fizik tabanlı simülasyonları yakalayabiliyor.
73 Kübitlik Özel İşlemci
Araştırmacılar, “bal peteği” yapısında programlanabilir 73 kubitlik bir kuantum işlemci geliştirdi. Bu işlemci, klasik fiziğin ulaşamayacağı kadar düşük bir enerji seviyesine inebiliyor. Bu negatif enerji durumu, sadece kuantum dolanıklığı sayesinde mümkün oluyor.
Sonuçlar, bilgisayarın enerji seviyesinin klasik fiziğin izin verdiği en düşük seviyenin 48 standart sapma altına indiğini gösteriyor. Bu da sistemin gerçekten kuantum fiziğiyle çalıştığının kesin kanıtı olarak kabul ediliyor.
Kuantum Fiziğinin Sınırlarını Zorlama
Kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarların yerine “kübit” adı verilen ve aynı anda hem 1 hem 0 olabilen birimler kullanıyor. Bu sayede birçok işlemi aynı anda gerçekleştirebiliyor. Ayrıca kuantum dolanıklığı sayesinde bir kübitteki değişiklik, uzaktaki bir başka kübiti anında etkileyebiliyor.
Fizikçi John Bell’in geliştirdiği Bell testi, bu dolanıklığın klasik fiziği aşıp aşmadığını ölçüyor. Yeni araştırma, bu test prensiplerini kuantum bilgisayar seviyesine taşımayı başardı.
Araştırmacılar, 24 kübitlik gruplar halinde dolanıklıkları doğruladılar. Bu, aynı anda doğrulanmış en yüksek kübit sayısı oldu.
Gerçek mi, Kopya mı?
Günümüzde klasik süper bilgisayarlar bile belirli sınırlara kadar kuantum sistemlerini taklit edebiliyor. Bu nedenle, “gerçekten kuantum mu yoksa iyi bir kopya mı?” sorusu uzun süredir tartışma konusu olmuştur.
Yeni yöntem, bu tartışmaya son noktayı koymaya aday. Çünkü araştırmacılar artık bir kuantum sisteminin gerçekten klasik fiziği aşıp aşmadığını matematiksel olarak kanıtlayabiliyorlar.
