Google, sihirli durum yetiştirmenin Willow çipinde hataları yaklaşık 40 kat azalttığını söylüyor
Google Quantum AI, tekniğin uzun süredir bilinen bir kaynak darboğazını hafiflettiğini belirtiyor; ancak tekniğin daha büyük ölçekte de gösterilmesi gerekiyor.
Yapay zekâ illüstrasyonuGoogle Quantum AI, 15 Ekim'de sihirli durum yetiştirme adlı bir tekniğin Willow işlemcisinde çalıştığını gösterdiğini ve bu teknikle hataları, tekniğin kullanılmadığı duruma kıyasla yaklaşık 40 kat azalttığını açıkladı. Şirket, çalışmanın artık yayımlandığını söyledi.
Sihirli durumlar, bir makinenin evrensel kuantum bilişim için gereken işlemler kümesini yürütmesine yardımcı olan özel kuantum durumlarıdır; evrensel kuantum bilişim, klasik bilgisayarların yapabildiklerinin ötesinde yararlı programlar çalıştırabilen türdendir. Araştırmacılar bunların üretimini 2004'ten beri zor bir darboğaz olarak görüyor. Google'a göre yüksek kaliteli, hatası düzeltilmiş sihirli durumlar üretmek o kadar çok kaynak gerektiriyor ki bazı tahminlere göre bir kuantum bilgisayarın kapasitesinin %95'e varan kısmının bunlara ayrılması gerekebilir. Ayrıca her sihirli durum yalnızca bir kez kullanılabilir.
Yetiştirme yöntemi, 2024'te Google Quantum AI araştırmacıları tarafından, önceki literatürdeki bir fikir geliştirilerek ortaya konuldu. Bir filtre gibi çalışması amaçlanıyor: gürültülü bir durum çipin küçük bir bölgesine yerleştirilir, ardından eşgüdümlü ölçümlerden oluşan bir dizi hataları denetler ve başarısız denemeleri eler. Amaç, aynı zamanda daha büyük bir kodlamaya uyarlanabilen, çok saf ve düşük hatalı bir durum elde etmektir. Google, yaklaşımın donanımda işe yaraması hâlinde pratik görevler için gereken kuantum bilgisayarın boyutunu önemli ölçüde küçültebileceğini söyledi.
Willow'da protokol, yetiştirilmemiş durumlara kıyasla hataları 40 kat azalttı ve şirketin rekor olarak nitelendirdiği %99,99 mantıksal doğrulukla T durumları üretti. Google, sonucu alandaki en ciddi kaynak darboğazlarından birine yönelik pratik bir çözümün ilk gösterimi olarak tanımladı.
Bu noktaya ulaşmak ek mühendislik çalışması gerektirdi. Ekip, ilk testlerde elektrikli ekipmanların kaymasından ve sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan laboratuvar gürültüsünün olağan kıyaslama yöntemini zayıflattığını fark etti. Bu gürültüyü azaltmak için ek bir kontrol ekledi ve ölçümü yetiştirmenin kendisiyle yapan yeni bir kıyaslama yöntemi geliştirdi.
Araştırmacılar ayrıca durumları, kuantum hata düzeltmenin iki biçimi olan mesafe-3 renk kodundan mesafe-5 yüzey koduna taşıdı ve arıtılmış durumların donanım içinde varlığını koruyup aktarılabildiğini gösterdi.
Google, sihirli durum yetiştirmenin pratik kuantum bilişim için gerçekçi hâle gelmeden önce daha büyük ölçekte gösterilmesi gerektiğini ve çok sayıda teknik zorluğun sürdüğünü söyledi.