Düğümlerle ilgili matematiksel problemleri çözmek için bir kuantum algoritması, bize klasik bir bilgisayar için başka türlü imkansız olacak gerçekten yararlı bir sorunla mücadele eden bir kuantum bilgisayarın ilk örneğini verebilir.
Kuantum bilgisayarlar teorik olarak sıradan makinelere göre avantajlar sunuyor
Kuantum bilgisayarlar, kuantum bilgi işlem firması kuantinuum’u iddia ediyor. Sıradan cihazlara göre gerçek bir avantaj gösteren bu egzotik makinelerin ilk örneği olacaktır.
Bu tür sorunlar, düğümleri geçtikleri noktaların sayısına ve doğasına göre sınıflandırmak için kullanılan düğüm teorisi adı verilen bir matematik dalı ile ilgilidir. Kavram kriptografi, fizik ve moleküler biyolojiye uygulanmıştır; Hatta uzay aracının gezinmesi için ve yeni bir kuantum parasının temeli olarak bile önerildi.
İlgili hesaplamalar, geçit sayısı arttıkça klasik bilgisayarlar için son derece zorlaşıyor, ancak şimdi QuanTinuum’daki Konstantinos Meichanetzidis ve meslektaşları işi yapmak için bir kuantum algoritması geliştirdiler. Dahası, algoritmayı çalıştıran kuantum bilgisayarın hata oranına ve gücüne bağlı olarak, algoritmanın bir sorunu çözmek için ne kadar süreceğini hesaplayan bir model oluşturdular.
Bu modeli kullanarak araştırmacılar, kuantum avantajının eşiğinin düğüm teorisi problemleri için tam olarak nerede olduğunu belirlediler. QuanTinuum’un Apollo bilgisayarı için, 2029’da piyasaya sürülecek şekilde, bu nokta sadece 2800 geçişle düğüm problemlerine geliyor.
Kuantum avantajının önceki iddiaları büyük ölçüde işe yaramaz problemlerin çözülmesini içeriyordu, ancak Oxford Üniversitesi’nden Aleks Kissinger, QuanTinuum’un çalışmasının kuantum bilgisayarların yakında gerçek yararlılık gösterebileceğini gösterdiğini söylüyor.
“Bunu bir sonraki (Quantinuum) modelinde çalıştırırlarsa ve süper bilgisayarları gerçekten geride bırakabilirlerse, bunun kuantum bilgisayarlarda koşmak için icat etmedikleri bir sorun için kuantum avantajının ilk örneklerinden biri olacağını söyleyebilirim, bu insanların önemsediği önceden var olan bir sorundur” diyor Kissinger. “Bana bir veya iki yıl içinde bu tür ilginç avantaj kanıtlarını göreceğimiz konusunda biraz güven veriyor.”
Google’ın 2019’daki ilk kuantum üstünlüğü beyanı gibi önceki iddialarla ilgili bir başka sorun, daha sonra daha sonra gelişmiş klasik algoritmalarla devrilmeleridir. Meichanetzidis, böyle bir senaryodan kaçınmaya istekli olduğunu söylüyor ve aslında ekibi, modellerinin mümkün olduğunca sağlam olmasını sağlamak için yayından önce düğüm problemleri için son teknoloji klasik algoritmaları geliştirmek için çalıştı.
Meichanetzidis, “Avantajın nerede olduğunu, nerede devreye girdiğini ölçtüğümüzü söyleyecek kadar cesursak, çok katı olmalıyız” diyor. “Kuantum avantajını ölçmek, en azından yaptığımız gibi (Quantinuum’da) titizlikle, titiz bir şekilde yapılmalıdır. Bence kuantum topluluğu, avantaj gibi sözleri söylemeleri gerektiğinde standartlarını artırmalıdır.”
