Kvant kompüterləri ilə bağlı tədqiqatlar 1980-ci illərdən bəri texnologiya dünyasında böyük maraq və həyəcan doğurmağa davam edir. Klassik kompüterlərin həll etməkdə çətinlik çəkdiyi və ya mümkün olmayan problemləri həll edə biləcək cihazlar kimi düşünülən kvant kompüterləri, son 5 ildə nəhayət gözləntiləri qarşılamağa başlayıb. Buna baxmayaraq, bu cihazların klassik kompüterlər üzərində tam üstünlük əldə etmək üçün mübarizəsi hələ də davam edir. "Kvant üstünlüyü" əldə etmə yarışının son mərhələsində Google, kvant kompüterlərinin klassik superkompüterləri necə geridə qoya biləcəyini göstərən əhəmiyyətli bir kəşf edib. Bu kəşf, Google-un yaratdığı "Sycamore" adlı kvant kompüteri prosessorunun təsadüfi dövrə nümunələməsi (RCS - Random Circuit Sampling) adlanan sadə kvant alqoritmini işlədərkən ortaya çıxıb.

     Təsadüfi dövrə nümunələməsi (RCS) bir kvant kompüterinin performansını yoxlamaq üçün istifadə edilən bir üsuldur. Bu üsulda təsadüfi kvant dövrələri yaradılıb, işə salınır və nəticələr ölçülür. Məqsəd, bu dövrələri klassik kompüterlərin simulyasiya etməsinin nə qədər çətin olduğunu və kvant kompüterlərinin nə qədər sürətli olduğunu göstərməkdir.

     Sycamore, RCS alqoritmini işlətdikdə çox səs-küyə (gurultuya) məruz qalanda klassik superkompüterlər onu ötüb, keçə bilir. Lakin Google tədqiqatçılarının qeyd etdiyi kimi, səs-küy səviyyəsi müəyyən bir həddən aşağı düşəndə, Sycamore-un hesablamaları o qədər mürəkkəb hala gəlir ki, klassik kompüterlərin bu hesablamaları təkrarlaması praktiki olaraq qeyri-mümkün olur. Bəzi təxminlərə görə, dünyanın ən sürətli superkompüteri Sycamore-un həyata keçirdiyi bir əməliyyatı təkrarlamaq üçün təxminən 10 trilyon il vaxt tələb edər.

     2019-cu ildə Google, kvant kompüterinin RCS-ni işlədə biləcəyini və kvant üstünlüyü əldə edəcəyini bildirmişdi, lakin o vaxtdan bəri klassik kompüterlər alqoritmi gözləniləndən daha sürətlə işlədə bilmiş və iddia olunan üstünlüyü aradan qaldırmışdı. İndi isə əldə edilən nəticələr Google-un bu dəfə RCS alqoritmi üzərində daha diqqətli və dəqiq işləyərək məlum problemləri həll etdiyini göstərir. Kvant kompüterləri ilə bağlı bu yarış, davam edən bir rəqabəti də özündə birləşdirir. Google-un bu yeni nəticəsi kvant kompüterlərinin klassik kompüterləri əvəz edəcəyi mənasına gəlmir. Məsələn, Sycamore, fotoşəkilləri saxlamaq və ya e-poçt göndərmək kimi adi kompüter əməliyyatlarını yerinə yetirə bilmir.

     Google-un Santa Barbara-dakı kvant hesablamaları üzrə rəhbəri Sergio Boixo, kvant kompüterlərinin daha sürətli deyil, sadəcə fərqli olduğunu vurğulayır. Bu kompüterlər, klassik kompüterlərin yerinə yetirə bilmədiyi mürəkkəb tapşırıqlar, məsələn, kimyəvi reaksiyaların tam simulyasiyası üçün nəzərdə tutulur. Google-un son araşdırması isə kvant üstünlüyü üçün səhv həddinin müəyyən edilməsini əhatə edir. Sycamore prosessoru adi kompüterlərimizdə işləyən silikon çiplərə bənzəsə də, atom səviyyəsindəki elektronları kvant həssaslığı ilə idarə etmək üçün xüsusi olaraq hazırlanıb. Bu həssas strukturu qorumaq üçün prosessor demək olar ki, mütləq sıfır temperaturunda soyudulur. Klassik kompüterlər sıfır və ya bir dəyəri daşıyan bitlərlə işləyərkən, kvant kompüterləri “qubit” adlanan birləşmələrdən istifadə edir. Qubitlər elektronların eyni anda bir neçə vəziyyətdə olma xüsusiyyətindən faydalanır. Kvant kompüterlərinin klassik kompüterlərə nisbətən əsas üstünlüyü, bəzi tapşırıqları daha az qubit istifadə edərək yerinə yetirə bilməsidir. Məsələn, RCS alqoritmini işə salmaq üçün klassik kompüter 1024 bit istifadə etdiyi halda, kvant kompüteri cəmi 10 qubit ilə eyni tapşırığı yerinə yetirə bilir.

     Kvant prosessorları və hesablamaları üçün "səs-küy" hər şey deməkdir. Kvant hesablamalarında "səs-küy" və ya "noise", kvant sistemlərinin xarici təsirlər səbəbindən səhvlərə və ya pozuntulara məruz qalması deməkdir. Bu, kvant bitlərinin (qubitlərin) superpozisiya və dolaşıqlıq kimi kvant xüsusiyyətlərini qorumaqda yaşadığı çətinliklərlə bağlıdır. Yeni araşdırmada iştirak edən komanda, səs-küyün kvant kompüterlərini necə həssas hala gətirdiyini araşdırmaq istəyiblər. Onlar müəyyən ediblər ki, qubit səs-küyündəki çox kiçik fərqlər - 99.4% səhvsizlik nisbətindən 99.7%-ə çıxmaq - Sycamore-un tamamən yeni bir vəziyyət kimi davranmasına səbəb ola bilər. Bu, maddənin qatı haldan maye hala keçməsi qədər kəskin bir dəyişiklikdir. Tədqiqatçılar bildirir ki, səs-küy, sistemi daha klassik bir vəziyyətə çevirir. Sycamore-un 67 qubitlə işləyən təkmilləşdirilmiş versiyası müəyyən bir səs-küy həddini keçdikdə, RCS nəticəsinin klassik yolla simulyasiya edilməsi qeyri-mümkün olur.