Kuantum Gazetesi

Kuantum sistemlerinin haritalandırılması otomatikleşiyor

Sidney Üniversitesi‘nden bilim insanları, ortaya çıkan yeni teknolojileri stabilize etmeye yardımcı olması açısından önemli bir süreç olan performans değerlendirme sürecini, kuantum cihazlarının performansını verimli bir şekilde değerlendirmek için otonom araçlar ve robotik sistemler için uygulanan tekniklerden esinlenerek geliştirdiler. Donanım hatalarını daha iyi anlamak kuantum teknolojilerini stabilize etmeye yardımcı olabilir.

Bu yenilikçi yaklaşımın deneysel olarak denendiği ortamlarda daha iyi performans gösterdi ve daha karmaşık simülasyon ortamları için çok daha iyi bir sonuç elde edildi.

Makalenin baş yazarı Riddhi Gupta.

School of Physics’de doktora öğrencisi olan baş yazar Riddhi Gupta bu gelişmeyi şöyle dile getirdi:

Bu yaklaşımı kullanarak, kuantum cihazlarında performans farklılıklarına neden olan kaba gürültü kuvveti yaklaşımından en az üç kat daha hızlı bir şekilde yol alabiliriz. Gürültü ortamını hızlı bir şekilde değerlendirmek, kuantum cihazların genel kararlılığını geliştirmemize yardımcı olabilir.

Araştırma Nature Communications‘ın partner dergisi npj Quantum Information‘da yayınlandı.

Kuantum bilişim ya da kuantum hesaplama halen daha gelişiminin ilk aşamalarındadır. Ancak klasik hesaplama kapsamının ötesinde spesifik problemleri çözerek teknolojide devrim yaratmayı, yeni bir paradigma oluşturmayı vaat etmektedir. Bu sistemleri pratik ölçekte geliştirmenin önündeki en büyük engellerden biri, donanım kusurlarının üstesinden gelmektir.

Kuantum teknolojilerini oluşturan temel birimler olan kübitler (kuantum bitleri) elektromanyetik olarak ‘gürültü’ olan ortamlardan kaynaklanan etkilere karşı son derece duyarlıdır ve bu durum kullanışlılıklarını azaltan performans göstermelerine sebebiyet vermektedir.

ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems’de görevli olan Riddhi Gupta, robotikte kullanılan klasik tahminlemeden teknikler alarak donanım performansını iyileştirmek için bir yol sunmuş oldu. Daha büyük ölçekteki kuantum teknolojilerinde hem ortamı hem de performans farklılıklarını haritalayan işlemler için etkin bir otomasyon üzerinde çalıştı.

Bizim fikrimiz, çevreyi haritalayan ve bir nesneyi tahmini olarak alandaki diğer nesnelere göre yerleştiren robotikte kullanılan algoritmaları uyarlamaktı. Uygulamayı yaptığımızda cihazdaki bazı kübitleri, diğer kübitlerin bilgiyi işlediği klasik alanı anlamaya yardımcı olmak için sensör olarak etkin bir şekilde kullanıyoruz.

Robotikte STAM (eşzamanlı yerelleştirme ve haritalama algoritmalarına) güvenilmektedir. Kendi kendine hareket eden elektrik süpürgeleri gibi cihazlar, ortamlarını sürekli olarak eşler, ardından hareket etmek için o ortamdaki diğer nesnelerin konumlarını tahmin ederler. Gupta’nın yaptığı haritalama otomasyonu bu fikri temel almaktadır.

Ancak kuantum dünyası, tek bir kübitin performansını ölçerseniz veya karakterize ederseniz, kuantum bilgilerini yok edeceğimizi şart koşmaktadır. Bu yüzden SLAM algoritmalarını kuantum sistemlerine uygulamak oldukça zorludur.

Bu soruna karşılık, Gupta ve ekibi, bir kübitin performansını ölçen ve bu bilgileri yakındaki kübitlerin yeteneklerini tahmin etmek için kullanan uyarlanabilir bir algoritma geliştirmiştir. Onların deyişiyle “Kuantum Mimarileri için Gürültü Haritalama” algoritması…

Bu algoritma, her bir kübit için klasik ortamı tahmin etmek yerine, süreci otomatikleştirerek gerekli ölçüm ve kübit sayısını azaltarak tüm süreci hızlandırmaktadır.

Araştırma için deneyde kullanılan Kuantum Kontrol Laboratuvarında bulunan iyon tuzağı.

Dr. Cornelius Hempel tarafından sunulan tek boyutlu bir tuzaklı iyon dizisi üzerindeki deneysel verilerle çalışmayı fırsatı bulan deney ekibi bu kadar küçük bir kuantum sisteminde bile üç kata kadar bir performans artışı görmekten memnun olduklarını belirtti.

Bu çalışma, robot bilimindeki en son bilginin kuantum hesaplamanın geleceğini doğrudan şekillendirebileceği heyecan verici bir ön izlenim görevi görmekte. Bu iki alandaki kavramları birleştirmek için ilk adımdı ve daha sonrası da kuantum sistemlerinin kontrolünün mühendisliği açısından şu an için gayet umut verici görünüyor.

Kaynakça

  1. Sidney Üniversitesi tarafından Materyal
Bu içeriği paylaş
QTurkey
QTurkey, Türkiye’deki kuantum teknolojileriyle ilgili faaliyetler için bir iletişim ve işbirliği ağıdır. “Kuantum Programlamaya Giriş” için çalıştayları düzenliyor, ilgili konulardaki ilgili öğrenciler için çalışma grupları ve toplantılar düzenliyoruz ve ülke düzeyinde kuantum meraklıları için bir buluşma alanı oluşturabilme amacıyla hareket ediyoruz.

Bunları da beğenebilirsiniz

Yorum bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Daha Fazla Kuantum Gazetesi