Kuantum bilgisayarların çalışması, kuantum mekanik efektlerden yararlanan bilgileri işleyen sistemler, kuantum mantık kapılarının uygulanmasına dayanır. Bunlar esasen kubitleri, devletlerin üst üste binmesinde var olabilecek ve dolaşabilen bilgi birimlerini manipüle eden operasyonlardır.
Kubitler arasındaki dolaşmayı sağlayan bir kuantum mantık kapısı türü, sözde iki küstah bir kapıdır. Özellikle, bu kapılar üretmek için mevcut şemaların çoğu, bilgiyi en iyi şekilde saklayabilecekleri ve kontrol edilmesi daha kolay olan koşullar veya parametreler dışında zorlamaktadır.
Pekin Kuantum Bilgi Bilimleri Akademisi (BAQIS) ve Tsinghua Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yakın zamanda süper iletken kuantum işlemcilerde iki kbit kapılar uygulamak için yeni bir evrensel plan tanıttılar. Bu şema, yayınlanan bir makalede özetlendi Doğa fiziğisüperiletken tabanlı kuantum bilgisayarlardaki kubitler arasında dolaşmanın üretilmesini güvenilir bir şekilde etkinleştirdiği bulunmuştur.
The Paper’ın ortak yazarı Jianxin Chen, CEİD’a verdiği demeçte, “Çalışmamız için orijinal motivasyon oldukça basittir.” Dedi. “Ders kitapları, tüm kuantum operasyonlarının üniter matrislere karşılık geldiğini tespit ediyor; ancak tarihsel olarak, CNOT kapısı uzun zamandır bu tür işlemleri uygulamak için fiili standart olarak ele alınmaktadır.
Diyerek şöyle devam etti: “Bu çerçeveleme, son birkaç yılda, topluluğun, ISWAP, FSIM kapıları, kesirli kapılar ve diğer çeşitli diğerleri de dahil olmak üzere geleneksel seçeneklerin ötesinde çok daha geniş bir uygulanabilir iki kbit kapılar belirlediğini düşünürken özellikle önemli hale geliyor.”
Kuantum fiziği ve kuantum bilgi işlem teorileri, kuantum operasyonlarının üniter matrisler olarak bilinen ızgaralar şeklini de alabileceğini düşündürmektedir. Çalışmalarının bir parçası olarak, Chen ve meslektaşları üniter matris türlerini tanımlamak için yola çıkmışlardır, bu nedenle ‘kuantum talimatları’ olarak işlev görebilirler.
Chen, “Klasik hesaplama bağlamında, sistem performansı ‘talimat seti mimarisi’ ile sınırlandırılıyor,” dedi Chen. Diyerek şöyle devam etti: “Diğer yerel kapıların yüksek maddi uygulamasını daha da genişletebilirsek, sistem performansını ileriye taşıyabileceğimizi tahmin ediyoruz.”
Makalelerinde, Chen ve meslektaşları, olası iki kbit kapının uygulanması için birleşik bir kontrol şeması sunuyorlar. Matematiksel terimlerle, şemaları, özel üniter grup SU (4) ‘deki tüm işlemleri desteklemektedir, bu da geçerli iki kbit dönüşümlerin tamamı olan, bazen sadece basit tek kubit kapılarla sadece küçük ayarlamalar gerektirir.
Kubitleri kontrol etmek için, ekibin yeni tanıtılan şeması iki farklı yaklaşımı birleştirir. İlk olarak, kubitlerin değişim etkileşimi olarak bilinen doğrudan etkileşime girmesine izin verir. İkincisi, kuantum bilgi işlem için mevcut süper iletken donanım sistemleriyle uyumlu şekilde mikrodalga sinyalleri kullanarak kubitleri yönlendirir.
“Planımızın birkaç önemli avantajı var,” diye açıkladı Dr. Yan. “Birincisi, gerçekten evrenseldir, yani aynı donanım yapılandırması ve kontrol çerçevesi, kuantum işlemlerinde maksimum esneklik sağlayarak istenen iki kbit kapıyı uygulayabilir.
“Daha da önemlisi, sorunlu | 11⟩– | 20⟩ geçişlere dayanan geleneksel yaklaşımların aksine (standart CZ kapılarda olduğu gibi), yöntemimiz sadece | 01⟩– | 10⟩ geçiş üzerinde çalışır. Bu, kuantum hata düzeltme protokolü için en kalıcı zorluklardan biri olan daha yüksek enerji durumlarına sızıntı riskini önler.”
Chen ve meslektaşları tarafından yapılan son çalışmalar, bireysel bir planın iki küstah kapıları yüksek sadakatle uygulamasının mümkün olduğunu gösteriyor. Gelecekte, yaklaşımları kuantum algoritmalarının ve süper iletken kuantum bilgisayarların ilerlemesine katkıda bulunabilir.
Chen, “Bu sonucun kuantum hata düzeltmesi ile ilgisi hemen belirgin olmasa da, ilk çalışmalar bu yeni perspektifin yüzey kodundaki kusurları ele almak ve QLDPC kodu için donanım gereksinimlerini kolaylaştırmak için de değeri olduğunu göstermektedir.”
“Kuantumun sınırlarını bu yeni perspektifle yeniden incelemeyi ve hata düzeltme kodlarının daha verimli fiziksel uygulamasını keşfetmeyi amaçlıyoruz. Başka bir önemli yön, bu çalışmaya göre uyarlanmış daha verimli kalibrasyon şemaları geliştirmeyi içerecektir.”
Yazarımız Ingrid Fadelli tarafından yazılmış, Gaby Clark tarafından düzenlenen ve gerçeği kontrol edildi ve Robert Egan tarafından incelendi-bu makale dikkatli insan çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesap.
