Yazılım ilerlemesi standart bilgisayarlara karmaşık kuantum simülasyonları getiriyor

Bir çalışma, büyük bir yazılım ilerlemesinin daha büyük, daha güvenilir kuantum bilgisayarların oluşturulmasına yardımcı olabileceğini öne sürüyor. Araştırmacılar, kullanıma hazır bilgisayarların, daha önce yalnızca dünyanın en güçlü süper bilgisayarları kullanılarak mümkün olan kuantum simülasyonlarını çalıştırmasına olanak tanıyan bir algoritma geliştirdiler.

Ekip, bunun, simülasyonların daha önce bir süper bilgisayarla gerçekleştirilmesi için gereken hesaplama gücünün yaklaşık %5’i kullanılarak çalıştırılabileceği anlamına geldiğini söylüyor.

Uzmanlar, ilerlemenin, mevcut kuantum bilgisayarların sınırlamalarını anlamak ve gelişmiş cihazların tasarımını bilgilendirmek için hayati önem taşıyan deneyleri yürütmeyi daha ucuz ve daha kolay hale getirebileceğini söylüyor.

Simülasyonlar kuantum hesaplamanın sınırlarıyla yüzleşiyor

Kuantum bilgisayarlar teorik olarak en gelişmiş süper bilgisayarların bile yeteneklerinin çok ötesinde hesaplamalar gerçekleştirebilir, ancak mevcut cihazlar küçük ve hataya açık olduğundan performanslarını engelliyor.

Daha büyük, daha güvenilir kuantum bilgisayarların yaratılmasına katkı sağlamanın anahtarı, cihazların gerçekte nasıl çalışabileceğini simüle edecek algoritmaların geliştirilmesidir. Ancak bu simülasyonları çalıştırmak şimdiye kadar dünya çapında yalnızca birkaç tesiste mevcut olan büyük miktarda bilgi işlem gücü gerektiriyordu.

Yeni algoritma, Edinburgh Üniversitesi’ndeki bilim adamlarının ve üniversitenin bir parçası olan İngiltere’nin ilk Ulusal Süper Bilgisayar Merkezi olan EPCC’nin liderliğindeki bir ekip tarafından geliştirildi.

Standart bilgisayarlar ışık tabanlı kuantum simülasyonlarıyla uğraşır

Ekip, çalışmanın akademisyenler ve endüstri tarafından yürütülen mevcut kuantum araştırmalarının çeşitli dallarından biri olan ışık tabanlı kuantum cihazlarının geliştirilmesine yardımcı olabileceğini söylüyor.

Algoritma ilk kez standart bilgisayarların, fotonik kuantum bilgisayarları olarak bilinen, ışıkla çalışan kuantum cihazlarının üstün yeteneklerini göstermek için tasarlanmış bir simülasyon olan Gauss bozonu örneklemesi adı verilen bir simülasyonu çalıştırmasını sağlıyor.

Testlerde araştırmacılar, algoritmayı kullanan klasik bilgisayarların, bazı mevcut kuantum cihazlarının simülasyonları çalıştırma becerisiyle eşleşebileceğini ve hatta onlardan daha iyi performans gösterebileceğini buldu.

Aynı bilgi işlem gücüyle ölçeklendirme

Araştırmacılar, algoritmanın kullanım şeklini büyütmek için çalışıyor ve potansiyel olarak aynı bilgi işlem gücü kullanılarak çok daha büyük simülasyonların çalıştırılmasına olanak sağlıyor. Ekip, bunun bilim adamlarının fotonik kuantum bilgisayarlarını benzeri görülmemiş ayrıntılarla simüle etmelerine olanak sağlayabileceğini söylüyor.

Dergide yayımlanan araştırma Bilim GelişmeleriKanada Polytechnique Montréal’den bilim adamlarını da içeriyordu.

Araştırmayı yöneten Edinburgh Üniversitesi Bilişim Okulu’ndan Dr. Raul Garcia-Patron Sanchez şunları söyledi: “Büyük ölçekli kuantum hesaplama devrelerinin klasik simülasyonu şu ana kadar akıllı algoritmalar ve süper hesaplama tesislerinin yoğun kullanımı yoluyla elde edildi. Çalışmamız, fotonik kuantum hesaplama cihazlarının simülasyonunda bellek kullanımı, çalışma süresi ve enerji maliyetlerinde önemli iyileştirmelere katkıda bulunarak, daha önce dünyada yalnızca bir avuç tesis tarafından erişilebilir olanı ana akım haline getirdi.”