Google bilgisayar bilimlerinde yeni bir adım attı. Google, Sycamore adı verilen son teknoloji ürünü kuantum bilgisayarını kullanarak Google, normal makineler için neredeyse imkansız olduğu düşünülen bir sorunu çözerek dünyanın en güçlü süper bilgisayarları üzerinde "kuantum üstünlüğü" iddiasında bulundu.
Kuantum bilgisayarı karmaşık hesaplamayı 200 saniyede tamamladı. Aynı hesaplama, en güçlü süper bilgisayarların bile bitmesi yaklaşık 10.000 yıl sürecek, Kaliforniya Üniversitesi Santa Barbara'da deneysel bir fizikçi olan John Martinis liderliğindeki araştırmacılar ekibi 23 Ekim Çarşamba günü yayınlanan çalışmalarında Doğa dergisi.
Martinis laboratuvarında lisansüstü öğrenci araştırmacısı Brooks Foxen yaptığı açıklamada, "Halen 10.000 yıl olarak tahmin edilen klasik simülasyon süresinin, geliştirilmiş klasik donanım ve algoritmalarla azaltılması muhtemeldir." Dedi. "Ancak şu anda 1,5 trilyon kat daha hızlı olduğumuz için, bu başarıya hak iddia etmede rahat hissediyoruz."
Kuantum bilgisayarlar, klasik, yarı iletken tabanlı bilgisayarların çözmesi imkansız olmasa bile, son derece zor olacak problemleri çözmek için kuantum mekaniğinin zorlu fiziğinden yararlanır.
Google'ın fethetmeyi seçtiği hesaplama, çok uzun bir rasgele sayılar listesi oluşturmanın ve değerlerini milyonlarca kez kontrol etmenin kuantum eşdeğeridir. Sonuç, kuantum mekaniği dünyası dışında özellikle yararlı olmayan bir çözümdür, ancak bir cihazın işlem gücü için büyük etkileri vardır.
Belirsizlikteki güç
Sıradan bilgisayarlar, açma-kapama anahtarları gibi yalnızca iki durumda olabilen bilginin "bitlerini" kullanarak hesaplamalar yapar: Kuantum bilgisayarlar kuantum bitleri veya her ikisinde de var olabilen "qubits" kullanırlar. ve 0 aynı anda. Kuantum mekaniğinin bu garip sonucuna süperpozisyon durumu denir ve kuantum bilgisayarın klasik bilgisayarlara göre avantajının anahtarıdır.
Örneğin, bir çift bit herhangi bir zamanda olası dört durum kombinasyonundan (00, 01, 10 veya 11) sadece birini depolayabilir. Her bir kubit, her iki değeri (0 ve 1) aynı anda temsil ettiğinden, bir çift kubit dört bileşimin tümünü aynı anda depolayabilir. Daha fazla kubit eklerseniz, bilgisayarınızın gücü katlanarak artar. Üç kübit sekiz kombinasyonu saklar, dört kubit 16'yı depolar vb. Google'ın 53 kubbeli yeni bilgisayarı 253 değer veya 10.000.000.000.000.000'dan (10 katrilyon) fazla kombinasyon depolayabilir. Kuantum mekaniğinin bir başka temel ve eşit derecede tuhaf özelliği gösterime girdiğinde bu sayı daha da etkileyici hale geliyor: dolaşmış devletler.
Albert Einstein tarafından "uzaktan ürkütücü eylem" olarak tanımlanan bir olguda, belirli bir zamanda etkileşime giren parçacıklar birbirine karışabilir. Bu, bir parçacığın durumunu ölçmenin, parçacıklar arasındaki mesafeye bakılmaksızın, diğerinin durumunu aynı anda bilmenizi sağlar. Bir kuantum bilgisayarın kubbeleri dolaşmışsa, hepsi aynı anda ölçülebilir.
Google'ın kuantum bilgisayarı, 53 qubit'i karmaşık bir süperpozisyon durumunda dolaştıran süper iletken metallerin mikroskobik devrelerinden oluşur. Dolaşmış kubitler sıfır ile 253 arasında rastgele bir sayı oluşturur, ancak kuantum paraziti nedeniyle bazı rastgele sayılar diğerlerinden daha fazla görülür. Bilgisayar bu rastgele sayıları milyonlarca kez ölçtüğünde, eşit olmayan dağılımlarından bir örüntü ortaya çıkar.
"Klasik bilgisayarlar için, bu işlemlerin sonucunu hesaplamak çok daha zordur, çünkü 53'ün kubit sayısından geldiği 253 olası durumdan herhangi birinde olma olasılığını hesaplamayı gerektirir - üstel ölçekleme nedenidir insanlar başlamak için kuantum hesaplama ile ilgileniyor "dedi.
Kuantum dolaşma ve süperpozisyonun garip özelliklerinden yararlanan Martinis laboratuvarı, 200 saniyede Sycamore çipini kullanarak bu dağıtım modelini üretti.
Kağıt üzerinde, bir kuantum bilgisayarın neden geleneksel bilgisayarlardan daha iyi performans gösterdiğini göstermek kolaydır. Görevi gerçek dünyada göstermek başka bir hikaye. Klasik bilgisayarlar işlemcilerinde milyonlarca işletim bitini biriktirebilirken, kuantum bilgisayarlar birlikte çalışabilecekleri kubit sayısını ölçeklemek için mücadele eder. Dolaşmış kubitler kısa süre sonra dolanır ve gürültü ve hatalara karşı hassastır.
Araştırmacılar, bu Google başarısının kuantum bilişim dünyasında kesinlikle bir başarı olmasına rağmen, alan hala emekleme aşamasında olduğunu ve pratik kuantum bilgisayarlarının ufukta çok uzak olduğunu söyledi.
- Fotoğraflar: Evreni Tanımlayan Büyük Sayılar
- Pi'den Daha Serin 9 Numara
- Einstein'ın Gerçek Yaşamdaki Görelilik Teorisini Görebileceğiniz 8 Yol
