IBM, ilk 1000 kübitlik kuantum bilgisayarını tanıttı

Yıllardır geliştirdiği cihazlardaki kübit sayısını her yıl iki katına çıkarmayı hedefleyen IBM iki yeni kuantum bilgisayarını tanıttı. IBM’in yeni cihazları hakkında konuşmadan önce kuantum bilgisayarlar nedir biraz ondan bahsedelim.

Bu bilgisayarlar temel olarak kuantum mekaniğinin iki ilkesinden faydalanıyor. Bunlardan ilki süperpozisyon, yani kuantum bitlerinin (kübit) aynı anda iki ayrı halde bulunabilmesi. İkincisi ise iki kübitin aynı anda aynı hali paylaşmasını mümkün kılan dolanıklık. Kübitler bu prensipleri sayesinde hızlarıyla sadece bir ya da sıfır değerini alabilen normal bitlerin işlem gücüne rakip olabiliyor.

Araştırmacılar bir kuantum bilgisayarın en iyi nasıl yapılacağı konusunda henüz fikir birliğine varmış değil ancak kuantum bilgisayarların eninde sonunda en güçlü geleneksel bilgisayarların bile zorlandığı sorunları çözebileceği konusunda hemfikir.

Şu anki en büyük kuantum bilgisayarının arkasındaki Atom Computer ve IBM, benzer boyutlarda cihazlar geliştirse de kübitleri farklı. Atom Computer nötr atomlardan yapılmış kübitler kullanırken, IBM’in kübitleri dirençsiz elektrik ileten küçük devrelere dayalı.

IBM, 2022 yılında 4333 kübitlik bir cihaz yaparak en büyük kuantum bilgisayarı rekorunu kırdı. Mühendisler o cihazın çalışmasını kübitleri kontrol etme şekillerini geliştirerek sağlamıştı. Şimdi şirket benzer yöntemleri kullanarak iki yeni kuantum bilgisayarı geliştirdi. Bunlardan ilki daha büyük olan Condor. Şirketten Jay Gambetta, “Condor boyut sorununu çözüyor. Bu da 1000 kübite ulaşabileceğimizi gösteriyor” diyor. Condor 1121 kübite sahip, Atom Computing’in en büyük kuantum bilgisayarından sadece 59 kübit eksik.

Mühendisler, Condor’u yapmak için kuantum bilgisayarın girdilerini ve çıktılarını geliştirmeye odaklandı. Tüm bu süreçler kuantum bilgisayarın geleneksel cihazlara bağlanmasını gerektiriyordu. Bu zorlu bir süreç, çünkü bağlantılar dikkatli bir şekilde yapılmazsa cihazın çalışmasını sağlayan özel kuantum özellikleri yok olabilir.

Heron şimdiye kadarki en az hata gösteren bilgisayarı

Atom Computing’den Ben Bloom, “Bir şirketin 1000 kübit bariyerini aşması kuantum bilgisayar sektörü için önemli bir kilometre taşı” diyor. Bununla birlikte Bloom, kübitlerin ne kadar kararlı ve güvenilir olduğunun da hızlı çalışması kadar önemli olduğunu söylüyor. Kuantum bilgisayarlar hata yapmaya meyillidir çünkü kübitler en ufak bir sıcaklık değişiminde bile kararlılığını kaybedebiliyor.

Tam bu noktada devreye IBM’in tanıttığı ikinci cihaz Heron giriyor. Heron 133 kübite sahip ve Gambetta’nın dediğine göre şirket Bloom’un parmak bastığı zorlukların bazılarıyla Heron’u geliştirirken yüzleştiklerini söylüyor. IBM’e göre Heron’un hata yapma oranı, önceki son teknoloji kuantum bilgisayarlarından beş kat daha az. Gambetta bu sayede daha karmaşık programların daha uzun süre çalıştırılabileceğini, böylelikle araştırmacıların en iyi kuantum işlemcilerini geliştirme konusunda deneylerini rahatlıkla gerçekleştirebileceğini söylüyor.

Kuantum bilgisayarlar için en çığır açıcı uygulamalar milyonlarca kübitlerle gerçekleştirilebilir. Bu ölçekteki kuantum bilgisayarlar hataya toleranslı hale gelirse, yani kendi hatalarını fark edip düzeltebilirse eczacılıktan havacılığa çok geniş bir yelpazede kullanılabilir.

1000 kübitlik bilgisayarlar ise en azından bu aşamada araştırma aracı olarak kullanılabilir. Şirketler geliştirdikleri yeni cihazları, kübit sayısının artmasıyla giderek karmaşıklaşan sorunları keşfedip çözüm üretmek için kullanıyor. Tabii IBM, mevcut envanteriyle çok daha büyük bir bahis oynuyor. Haziran ayrınca şirketin araştırmacıları kuantum bilgisayarın bazı karmaşık hesaplamaları yapma konusunda geleneksel bir süper bilgisayarı yenebileceğini göstermişti. Bu başarının ardından süper bilgisayarın kuantum bilgisayara karşı kazanmasının hâlâ bir yolu olduğunu kanıtlayan hesaplamalar yapılsa da bu haber, IBM’in hata azaltma ve algoritmaları iyi ayarlama konusunda iddiasını koruduğunu gösteriyor.

Bu hafta kuantuma doyduk: Kübitler, fononlar ve fotosentez