Kuantum Bilgisayarda Moleküllerin Özelliklerinin Hesaplanması
Fotoğraf: Kuantum bilgisayar soyut resim.
Yapılması düşünülen hata düzeltici kuantum bilgisayarların tasarlanması on yıllarca sürebilir. Ancak uzmanlar var olan hatalara veya “gürültü” sebebiyle meydana gelen sınırlamalara rağmen sorunları çözmek için mevcut ve yakın vadeli kuantum işlemcileri kullanmanın yollarını bulmaya çalışıyorlar.
Öngörülen kullanım, moleküler özellikleri simüle etmektir. Uzun vadede, bu durum malzeme iyileştirme ve ilaç keşiflerinde gelişmelere yol açabilir.
Şimdi, Virginia Tech kimya ve fizik araştırmacılarından oluşan bir ekip, gürültülü bir kuantum bilgisayarındaki moleküllerin özelliklerini daha verimli bir şekilde hesaplayabilen bir algoritma geliştirerek kuantum simülasyonunu geliştirdi. Virginia Tech College of Science fakülte üyeleri Ed Barnes, Sophia Economou ve Nick Mayhall kısa bir süre önce Nature Communications’da ilerlemeyi anlatan bir bildiri yayınladı.
Kuantum bilgisayarların, günümüzde kullanılan “klasik” bilgisayarlardan çok daha verimli hesaplamalar yapmaları beklenmektedir. Bununla birlikte, klasik bilgisayarlara da benzerler çünkü mantık kapıları dizilerini uygulayarak algoritmaları çalıştırırlar. Günümüzün gürültülü kuantum bilgisayarlarındaki sorun, hesaplamanın bozulacağı ve sonraki hesaplamaları yanlış yapan bir devre içinde çok fazla gürültünün birikmesiydi. Bilim insanları hem daha kısa hem de daha doğru olan devreleri tasarlamakta zorlandılar.
Virginia Tech ekibi, devreyi yinelemeli bir şekilde büyüten bir yöntem geliştirerek bu sorunu çözdü. Kimya Bölümü’nün yardımcı doçenti Mayhall, “Minimal bir devre ile başlıyoruz, ardından kısa devrelerde mantık geçidine ekleyerek bilgisayar çözümlenene kadar büyüyoruz” dedi.
Algoritmanın ikinci büyük yararı, Barnes, Economou ve Mayhall’ın, kendisini simüle edilen moleküler sisteme dayanarak tasarlamalarıdır. Farklı moleküller, kendilerine özgü özel olarak kendi devrelerini etkileyecektir.
Virginia Tech’in Kimya ve Fizik bölümleri Ulusal Bilim Vakfı’ndan ve ABD Enerji Bakanlığı’ndan toplamda 2.8 milyon dolardan fazla bağış aldı.
Virginia Tech ve IBM geçtiğimiz günlerde araştırmacılara IBM’in kuantum bilgi işlem donanımına erişim sağlayan bir ortaklık kurdu. Fizik Bölümünde doçent olan Economou,” Virginia Tech’teki ekibimiz, çalışmamızın sonraki adımları için gerçekten çok heyecanlı.” dedi.
Kaynak: sciencedaily.com
