Kayıtları Altüst Eden Qubit Performansı: Pratik Kuantum Bilgisayarlara Doğru Önemli Bir Adım

“Kuantum avantajı” denen şeyin vaadi basit. Kuantum mekaniğinin sezgisel olmayan kurallarından yararlanarak, kuantum bilgisayarlar teorik olarak herhangi bir klasik süper bilgisayarın bilişim gücünü aşabilmelidir.

Ancak kuantum avantajı bilgi teknolojisini kökten değiştirmeden önce, kuantum bilgisayarların ana akıma girmesini engelleyen birçok engelin aşılması gerekiyor. Bununla birlikte, kuantum bilişim alanı son birkaç yılda dramatik bir şekilde gelişti ve fizikçiler bu potansiyel olarak devrim niteliğindeki sistemlerin aşırı tuhaflıklarıyla başa çıkmada gittikçe daha başarılı hale geliyor. 

Bu başarılardan biri, kuantum bilgisayarlar için en küçük bilgi birimi olan kubitlerle ilgilidir; tıpkı sıradan bir bilgisayardaki klasik bir bit gibi (0 ya da 1). Salı günü yayınlanan bir makalede, araştırmacılar kubitlerin kalitesini artırmada büyük bir dönüm noktası duyurdu: transmon kubitlerin, bir tür süper iletken kubit, rekor süreye sahip kararlılık süresi. Fermilab tarafından geçen yıl belirlenen 0.6 milisaniye süresini çok aşarak, maksimum 1 milisaniye süresine ulaşıldı.

Bilim insanları kararlılık süresini birçok nedenden ötürü önemsiyor. Klasik ikili bitlerin aksine, kubitler birden fazla durumun süperpozisyonunda bulunabilir, tıpkı bir kürenin üzerindeki farklı noktalar gibi. Kubitlerin bu özelliği, kuantum bitlerin konvansiyonel bir süper bilgisayarın çok ötesinde veri taşıma ve işleme kapasitesine sahip olmasını sağlar.

Ironik bir şekilde, bu tam da kubitleri arka plan gürültüsüne karşı son derece hassas hale getiren özellik. Bu durum yaşandığında, kubitler içerdiği değerli bilgiyi kaybediyor, ki bu süreç “kubit dekoharansı” olarak adlandırılıyor. Bunu önlemek için bilim insanları genellikle “kuantum hata düzeltme” adı verilen bir prosedür uyguluyor. Bu işlemde, tekil, fiziksel kubitleri (bir transmon yongası gibi) “mantıksal kubit” olarak adlandırılan karmaşık bir devreye yerleştiriyorlar.

Fakat kuantum hata düzeltme dekoharanstan kaynaklanan veri kaybını tamamen telafi edemez, bu nedenle başka yöntemler üzerinde çalışılıyor. Möttönen ve ekibi, fiziksel kubitlerin üretimi için alternatif yöntemler denedi: farklı devre düzenlemelerinden, devrelerin yüzeylerini temiz tutmaya kadar birçok adım attılar.

Pek çok denemeden sonra, 1 milisaniyeye ulaşan bir kararlılık süresine ulaştılar. Bu, önemsiz bir süre gibi görünebilir ama Möttönen açıklıyor ki bu süre, kuantum bilgisayarların çok sayıda karmaşık işlemi gerçekleştirmesi için yeterince uzun (genel olarak, kubitler nanosanite çalışıyor; bir milisaniye bir milyon nanosaniyeye eşdeğer).

Daha uzun kararlılık süresi, kuantum hata düzeltme için harcanan zaman ve enerjiyi azaltmalı, diyor Möttönen. Tamamen dekoharansı ortadan kaldırmanın bir yolu olmasa da, daha uzun kararlılık süreleri daha az sık hata anlamına geliyor. Örneğin, Google’ın Sycamore işlemcisi 53 kubit içerirken, Quantinuum’un işlemcisi 56 kubitle Google’ın sonuçlarını aştığını iddia etti (her iki sonucun da kuantum bilişim topluluğundaki birçok uzman tarafından şüpheyle karşılandığını belirtmek gerekir).

“Bence bu makale, imalatta ne kadar dikkatli olduğunuzda kazanabileceklerinizi gösteriyor” dedi Pop. “Arayüz temizliğinin daha iyi kubitler sağladığına şaşırıyor muyum? Hayır. Ama bunu başarabildiklerine etkilendim. Bu, kontrol edilmesi zor bir süreç.”

Pop ekledi ki, şu anda elde edilen sonuç, kuantum bilgisayarları hedeflediğimiz yere ulaştırmada sadece “muhtemelen yüzlerce veya binlerce adımdan biri gibi”.

“Bence şu anda kuantum bilgisayarlar o kadar doğru ki, makul devreleri çalıştırabiliyorlar” diye konuştu Möttönen. “Sadece biraz daha iyi olmalarını istiyoruz, sadece rastgele bir sonuç değil daha somut bir şey. Bunun birkaç yıl alacağını düşünüyorum ama çok uzun sürmeyecek gibi görünüyor. Oldukça yakın.”

Düzeltme: Bu makalenin önceki bir sürümünde 1 milisaniyenin yanlış şekilde 1.000 nanosaniyeye eşdeğer olduğu belirtilmişti. Doğru dönüşüm, 1 milisaniyenin 1 milyon nanosaniyeye eşdeğer olmasıdır.

Güncelleme (07/09/2025, 14:10): Bu hikayenin önceki bir sürümünde Google ve Quantinuum’un iddialarına rağmen kuantum avantajı denen şeyi başarmadığı ifade edilmiştir. Bu, hala ateşli bir tartışma konusu olduğundan, devam eden anlaşmazlığı yansıtmak için metni güncelledik.