Kuantum bilişim alanında çığır açan bir başarıya imza atan araştırmacılar, uzun zamandır aranan 'kutsal kase'yi – klasik bilgisayarlara karşı koşulsuz üstel hız artışını – herhangi bir varsayım veya çekince olmadan göstermeyi başardı.
Physical Review X'te yayımlanan bu çığır açıcı çalışmaya, Southern California Üniversitesi'nden (USC) Profesör Daniel Lidar öncülük etti. USC ve Johns Hopkins Üniversitesi'nden işbirlikçilerle çalışan ekip, IBM'in güçlü 127-kubitlik iki Eagle kuantum işlemcisini kullanarak, Shor'un çarpanlara ayırma algoritmasının öncüsü kabul edilen matematiksel bir bulmaca olan 'Simon'un problemi'nin bir varyasyonunu çözdü.
"Üstel hız artışı, kuantum bilgisayarlardan beklediğimiz en dramatik hızlanma türüdür," diyor USC'de Viterbi Mühendislik Profesörlüğü'nü yürüten Lidar. Bu başarıyı özellikle önemli kılan şey ise, hız artışının "koşulsuz" olması – yani klasik algoritmalar hakkında kanıtlanmamış hiçbir varsayıma dayanmıyor olması.
Araştırmacılar, kuantum bilişimin en büyük engeli olan gürültü (hesaplama hataları) sorununu, gelişmiş hata azaltma teknikleriyle aştı. Bunlar arasında dinamik ayrıştırma, transpile optimizasyonu ve ölçüm hatası azaltma gibi yöntemler yer aldı ve bu sayede kuantum işlemciler hesaplamaları tamamlayacak kadar uzun süre tutarlılığını koruyabildi.
Lidar, bu özel gösterimin uzmanlaşmış problemler dışında hemen pratik bir uygulaması olmasa da, kuantum bilişimin teorik vaadini kesin olarak doğruladığını vurguluyor. "Performans ayrımı geri döndürülemez çünkü gösterdiğimiz üstel hız artışı, ilk kez, koşulsuzdur," diyor.
Bu başarı, IBM'in kuantum yol haritasında ilerlemeye devam ettiği bir dönemde geldi. Şirket, 2029'a kadar büyük ölçekli, hata toleranslı bir kuantum bilgisayar inşa etmeyi planladığını yakın zamanda duyurdu. IBM, pratik kuantum bilişim için gereken kaynakları büyük ölçüde azaltabilecek yeni bir hata düzeltme şeması olan kuantum düşük yoğunluklu parite kontrol (qLDPC) kodlarını geliştirdi.
Yapay zeka ve hesaplama alanları için bu atılım, kuantum bilişimin teorik potansiyelden pratik gerçekliğe geçiş yaptığının sinyalini veriyor. Kuantum sistemleri ölçeklenmeye ve hata oranları azalmaya devam ettikçe, klasik bilgisayarlar için çözülemez olan karmaşık yapay zeka modelleri, optimizasyon problemleri ve simülasyonlar için üstel olarak daha hızlı işlem vaat ediyor.