RIKEN Bilim İnsanları Beş Silikon Spin Kübitin Eş Zamanlı Yüksek Doğrulukta Kontrolünü Başardı
RIKEN araştırmacıları, silikon kuantum işlemcilerin ölçeklenmesini şimdiye kadar engelleyen temel bir hata kaynağının üstesinden gelerek beş silikon spin kübiti aynı anda yaklaşık %99,9 doğrulukla kontrol etti.
RIKEN Emergent Matter Science Merkezi'ndeki araştırmacılar ve iş birliği yaptıkları ekip, silikon tabanlı kuantum bilgisayar teknolojisinde önemli bir ilerleme kaydettiklerini açıkladı ve bulgularını Nature Physics dergisinde yayımladı. Ekip, paylaşılan bir mikrodalga kontrol hattı üzerinden beş silikon spin kübiti aynı anda çalıştırdı; her bir kübit tek başına %99,99'un oldukça üzerinde tek-kübit kapı doğruluğuna ulaştı — en yüksek değer %99,999'a yaklaştı. Aynı anda en fazla üç kübit etkin olduğunda doğruluk %99,99'un üzerinde kaldı. Beş kübitin tamamı aynı anda kontrol edildiğinde doğruluk yaklaşık %99,9'da kaldı; bu, pratik hata toleranslı kuantum hesaplama için gereken seviyelere yaklaşan bir değer.
Ekibin ele aldığı temel sorun, AC Stark kaymasıydı: mikrodalga kontrol sinyalleri bir kübitin etkin enerji seviyelerini değiştirerek, birden fazla kübit birlikte çalıştırıldığında doğruluğu düşüren istenmeyen faz kaymalarına yol açıyor. Bunu gidermek için araştırmacılar ikili kalibrasyon yöntemi geliştirdi: Her olası kübit kombinasyonunu ayrı ayrı haritalamak yerine, ikili kombinasyonlar arasında yapılan kalibrasyonlar istenmeyen kaymaları telafi etmek için kullanılıyor; bu da yaklaşımı daha büyük sistemler için de uygulanabilir kılıyor.
RIKEN'den ortak birinci yazar Leon Camenzind, sonuçların "birden fazla kübit aynı anda çalıştırıldığında da yüksek doğrulukta kontrolün sürdürülebildiğini" gösterdiğini söyledi. Deneyleri doktora araştırmasının bir parçası olarak gerçekleştiren birinci yazar Yi-Hsien Wu ise ikili stratejinin her kübit kombinasyonu için ayrı bir kalibrasyon süreci gerektirmediğini belirtti.
Paralel çalışma için gereken daha yüksek mikrodalga gücünden kaynaklanan sürüş kaynaklı dekoherans nedeniyle bir miktar kalıntı hata devam etti; ekip, bu sınırlamanın geliştirilmiş cihaz tasarımıyla giderilebileceğini belirtiyor. Silikon spin kübitler, yerleşik yarı iletken üretim süreçleriyle uyumlu olup, bu da onları kuantum işlemcilerin ölçeklendirilmesi için umut verici bir platform haline getiriyor.
