Fizikçiler “kuantum yalan makinesi” geliştirdi

Bilim insanları kuantum bilgisayar olarak tanımlanan cihazların gerçekten “kuantum” olup olmadığını anlamanın bir yolunu buldu.

22 Nisan 2025’te Physical Review X dergisinde yayımlanan çığır açıcı bir araştırmada, bir bilgisayarın hesaplama gücünün klasik fizik yasalarıyla mı yoksa kuantum mekaniğiyle mi açıklanabileceğini ortaya koyan deneysel bir yöntem açıklandı.

Araştırmacılar bu yönteme esprili bir şekilde “kuantum yalan makinesi” adını veriyor. Çünkü sistem, yalnızca kuantum fiziğiyle mümkün olan işlemleri tespit edebiliyor ve klasik fizik tabanlı simülasyonları “yakalayabiliyor.”

73 KÜBİTLİK ÖZEL İŞLEMCİ

Ekip, “bal peteği” yapısında programlanabilir 73 kubitlik bir kuantum işlemci tasarladı.

Bilim insanları işlemciden, klasik fiziğin asla ulaşamayacağı kadar düşük bir enerji seviyesine inmesini istedi. Bu “negatif enerji durumu”, sadece kuantum dolanıklığı sayesinde mümkün olabiliyor.

Sonuç olarak bilgisayarın ulaştığı enerji, klasik fiziğin izin verdiği en düşük seviyenin 48 standart sapma altına indi. Bu, sistemin gerçekten kuantum fiziğiyle çalıştığının kesin kanıtı anlamına geliyor.

KUANTUM FİZİĞİNİN SINIRLARINI TEST ETMEK

Kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarların 1 ve 0 bitleri yerine “kübit” adı verilen ve aynı anda hem 1 hem 0 olabilen birimler kullanıyor. Bu sayede birçok işlemi ve hesaplamayı aynı anda yapabiliyor.

Ayrıca “kuantum dolanıklık” adı verilen olgu sayesinde bir kübitteki değişim, fiziksel olarak uzakta olan başka bir kübiti anında etkileyebiliyor.

Fizikçi John Bell’in geliştirdiği Bell testi, bu dolanıklığın gerçekten klasik fiziği aşıp aşmadığını ölçüyor. Yeni çalışma, bu testin prensiplerini alarak kuantum bilgisayar düzeyine taşımayı başardı.

Araştırmacılar, 24 kübitlik gruplar halinde bu dolanıklıkları doğruladı. Bu, şimdiye kadar aynı anda doğrulanan en yüksek kübit sayısı oldu.

GERÇEK Mİ, KOPYA MI?

Günümüzde klasik süper bilgisayarlar bile belirli sınırlara kadar kuantum sistemlerini taklit edebiliyor. Bu yüzden “gerçekten kuantum mu, yoksa iyi bir kopya mı?” sorusu uzun süredir tartışılıyordu.

Yeni yöntem bu tartışmaya son noktayı koyabilir. Çünkü araştırmacılar artık bir kuantum sisteminin gerçekten klasik fiziği aşıp aşmadığını matematiksel olarak kanıtlayabiliyor.