IBM, Kuantum Bilgisayarda Yeni Ufukları Kovalıyor

Bilim adamları ve mühendisler, bir gün tam olarak işlevsel ve sıradan süper bilgisayarların altından kalkamayacağı bir kuantum bilgisayarı üreteceklerini 20 yıldır söylemekteler. Ama günümüzde kullanılan makineler, sadece birkaç düzine qubit kullandıkları için olağanüstü şeyler yapmakta yetersiz kalmaktadırlar. IBM bugün, quantum bilgisayarlarının inşası ile ilgili yol haritasını kamu önünde açıklayarak hedeflerini somutlaştırdı. Belirtilen hedeflerin arasında 2023’e kadar 1000 qubit içeren bir kuantum bilgisayarı oluşturmak gibi ulaşılması bir hedef de bulunmakta. IBM’in bu ay gösterilen en büyük kuantum bilgisayarı ise 65 qubit içeriyor.

IBM’in Açıklamaları Heyecan Yarattı

Kuantum bilgisayarlarda yüksek soyutluğa sahip yazılımların daha verimli çalışmasını sağlayacak kodları yazan bir firma olan Aliro Quantum’da teknoloji baş yetkilisi olarak çalışmakta olan Prineha Rang, konuyla ilgili açıklamalarında: “Çok heyecanlıyız,” “Açıkladıkları belirli eşikleri ve rakamları önceden bilmiyorduk,” dedi. Açıklanan plan, 127 ve 433 qubitten oluşan orta büyüklükteki kuantum bilgisayarlarının sırasıyla 2021 ve 2022 senelerinde inşasını ve belirsiz bir tarihte milyon qubit seviyesindeki bir bilgisayarın inşasının vizyonunu içeriyor. IBM’in araştırma direktörü Dario Gil, takımının takvimle baş edebileceğini düşünüyor. “Bir yol haritası, bir plan ya da PowerPoint sunumundan fazlasıdır” diyen Dario Gil, “Bu icraattır.” diyerek devam ediyor.

IBM, gerçek anlamda (quantum mekaniklerinin garip kurallarından güç alarak standart süper bilgisayarların altından kalkamadığı işleri çabuk bir biçimde halledebilen) bir quantum bilgisayar üretmek üzerine yol haritası olan tek şirket değil. Halkla ilişkiler alanında IBM, Google’a yetişmeye çalışmakta. Google bir sene önce 53 qubitlik kapasiteye sahip olan ve herhangi bir standart bilgisayarın hesaplayamayacağı spesifik bir problemi çözmek için kullandıkları bir kuantum bilgisayarı duyurmuştu. Bu sayede kuantum üstünlüğü denen bir eşiğe ulaşmıştı. Harmut Neven’in Nisan ayında verdiği bir röportaja göre, kesin bir tarih verilmekten kaçınılsa da, Google on sene içerisinde milyon qubit kapasiteye sahip bir kuantum bilgisayar inşa etmeyi planlıyor.

Kuantum Bilgisayarların Heyecan Verici Geleceği

IBM’in açıkladığı zaman çizelgesi, açıklanan eşiklerin yetiştirilememesi durumunda herkesin bilecek olması gibi açık bir risk taşıyor. Buna rağmen şirket, müşterilerinin ve ortaklarının beklentilerini daha net belirleyebilmeleri için planlarını yayınladı. Düzinelerce quantum-bilgisayar üzerine çalışan şirket, kendi yazılımlarını oluşturmak için IBM’in şu anki makinelerini kullanmakta ve Gil’e göre IBM’in açıkladığı eşikler bu şirketlerin çalışmalarını donanıma uyum sağlayacak şekilde inşa etmelerine yardımcı olacak

Tekli qubitlerin optimizasyonu ve kontrolü üzerine yazılımlar geliştiren Q-CTRL de, bu uğraşa katılan şirketlerden biri. IBM’in açıklamasının, risk sermayedarlarına şirketin öncü teknolojiler geliştirmek konusundaki gayretinin ciddiyetini gösterdiğini söyleyen Q-CTRL kurucusu ve CEO’su Micheal Biercuk, “Yatırımcıları bu büyük donanım üreticisinin ciddi olduğuna ve önemli miktarda kaynağı bu işe ayırdığına ikna etmek için iyi bir yöntem,” diye ekledi.

Araştırmacılar 1000 qubitlik bir makinenin, tam anlamıyla fonksiyonel bir kuantum bilgisayara giden yolda önemli bir adım olduğunu belirtiyor. 1000 qubitlik bir makine kuantum bilgisayarların tam potansiyelini (güncel internet şifreleme protokollerini kırmak gibi) gerçekleştirmek uzak olsa da, qubitlerin hassas yapılarına bela olan çok fazla sayıda problemi tespit etmek ve çözmek için yeterli.

Kuantum Bilgisayarlar Nasıl Çalışır?

Standart bir bilgisayarın bitleri, sıfıra ya da bire ayarlanabilen elektrik anahtarlarıdır. Bunun aksine qubit bir quantum aygıtıdır. IBM ve Google’ın kuantum bilgisayarlarında qubitler, her biri neredeyse mutlak sıfıra kadar soğutulan süper iletken materyallerdir. Bu qubitler kuantum mekaniklerinin ilginç kuralları sayesinde sıfıra, bire ya da hem sıfıra hem bire ayarlanabilir. Ama çevreyle en ufak bir temas dahi, bu iki durumun aynı anda var olduğu narin ikilik yapısını sarsmaktadır. Bundan ötürü araştırmacılar tek bir qubitte yer alan bilgiyi birçok qubite yaymayı sağlayan hata düzeltme yöntemleri geliştirmişlerdir. Bu sayede bilgiye sahip bir qubitin o anki bilgisinin zaman sınırı olmadan muhafaza edilebilir.

IBM’in kuantum bilgisayar çabalarının önde gelen araştırmacılarından olan fizikçi Jay Gambetta, 1121 qubitlik makine sayesinde Ibm araştırmacılarının birkaç qubitteki bilgi durumunu korumak amacıyla qubitleri birbirleriyle iletişime geçirmelerinin olanak dahilinde olduğunu söylüyor Bu tam anlamıyla fonksiyonel ve binlerce mantıksal qubit içeren bir kuantum bilgisayarı yapımının başlangıcı için gereken ilk şey. Böyle bir makine, araştırmacılarının odağının tekli qubitlerdeki hataları gidermekten ziyade tüm sisteminin mimarisinin ve performansının iyileştirilmesine kayacağı bir dönüm noktasını işaret edecektir.

IBM halihazırda 1 milyon qubitlik bir kuantum bilgisayarı muhafaza edebilecek bir sıvı helyum dondurucusunun ya da diğer adıyla cryostat’ın hazırlıklarını sürdürmekte. IBM’in yol haritası böyle bir makinenin ne zaman yapılabileceğini spesifik olarak belirtmemekte. Ama şirketin araştırmacıları 1000 qubitlik bir kuantum bilgisayarı iki sene içerisinde inşa etmeyi becerebilirse, nihai amaç şu an olduğundan çok daha gerçekçi gelecektir.

Kaynak: https://www.sciencemag.org/news/2020/09/ibm-promises-1000-qubit-quantum-computer-milestone-2023