IBM, Üretilen İlk 1.000 Kuantum Bitlik Kuantum Çipi Tanıttı!

IBM, sıradan bir bilgisayardaki dijital bitlere eş değer olan 1.000'den fazla kuantum bite sahip ilk kuantum bilgisayarını tanıttı. Ancak şirket, alınan son kararlar ile strateji değiştireceğini ve bilgisayarlarını daha büyük yapmak yerine hatalara karşı daha dayanıklı hale getirmeye çalışacağını söylüyor.

IBM, her yıl kuantum bit sayısını iki katına çıkaran bir kuantum bilişim planı izliyor. Condor adı verilen, 4 Aralık 2023 tarihinde tanıtılan ve bal peteği şeklinde düzenlenmiş çip, 1.121 süperiletken kuantum bit bulunduruyor. Son üretilen çip; IBM'in 2021 yılında piyasaya sürdüğü Eagle adlı 127 kuantum bitlik çipi ve geçen yıl duyurulan Osprey ismine sahip 433 kuantum bitlik çipi de dahil olmak üzere, ismini kuşlardan alan bu rekor kıran çiplerini takip ediyor.

Kuantum bilgisayarlar, sıradan bilgisayarların ulaşamayacağı belirli hesaplamaları yapmayı vaat etmektedir. Bu, birden fazla kuantum bitin aynı anda birden fazla ortaklaşa durumda bulunmasına izin veren kuantum dolanıklılık ve süperpozisyon gibi eşsiz kuantum fenomenlerinden faydalanarak yapılacak.

Ancak, bu kuantum durumları da çoğu kişinin bildiği gibi kararsız ve hataya açıktır. Fizikçiler, her biri süperiletken bir devrede ya da tek bir iyonda kodlanmış olan birkaç fiziksel kuantum biti; bir bilgi kuantum bitini ya da "mantıksal kuantum bitini" temsil edecek şekilde bir araya getirerek bu sorunun üstesinden gelmeye çalıştılar.

Şirket; son alınan kararlarla beraber izleyecekleri stratejinin bir parçası olarak, 133 kuantum bite sahip olan fakat IBM'in önceki kuantum çipinden üç kat daha düşük hata oranına sahip Heron adlı çipini de tanıttı.

Araştırmacılar, genel olarak en başarılı hata düzeltme yöntemlerinin, her mantıksal kuantum bit için 1.000'den fazla fiziksel kuantum bit gerektireceğini söylüyor. Bunlar göz önünde bulundurulduğunda, faydalı hesaplamalar yapabilen bir makinenin milyonlarca fiziksel kuantum bite sahip olması gerektiği sonucu çıkıyor.

Ancak son aylarda fizikçiler, kuantum düşük yoğunluklu eşlik kontrolü (qLDPC) ismi verilen alternatif bir hata düzeltme şeması konusunda heyecanlanmaya başladılar. IBM araştırmacıları tarafından sunulan bir ön baskı çalışmasına göre bu şema, hata oranını 10 kat veya daha fazla azaltmayı vaat ediyor.^[1]

Cambridge, Massachusetts'teki Harvard Üniversitesinden fizikçi Mikhail Lukin, IBM'in ön baskı çalışmasının harika bir teorik çalışma olduğunu söylüyor ve konu hakkında şunları ekliyor:

Bununla birlikte, bunu süperiletken kuantum bitlere uygulamak son derece zor görünüyor. Bu platformda bir kavram kanıtlama deneyine girişilmesi bile muhtemelen yıllar sürecek.

Lukin ve ekip arkadaşları, süperiletken döngüler yerine tekil atomları kullanarak kuantum düşük yoğunluklu eşlik kontrolünü (qLDPC) uygulama olasılığı üzerine benzer bir çalışma sürdürdüler.^[2]

Buradaki sorun, qLDPC yönteminin her kuantum bitin doğrudan en az altı kuantum bite bağlanmasını gerektirmesidir. Standart süperiletken çiplerde her kuantum bit sadece, komşusu olan iki ya da üç kuantum bite bağlanır. Ancak, IBM'in Yorktown Heights, New York'ta yer alan Thomas J. Watson Araştırma Merkezinde yoğun madde fizikçisi ve IBM Kuantum'un baş teknoloji sorumlusu olan Oliver Dial; şirketin buna yönelik bir planı olduğunu söylüyor. Kuantum çiplerin tasarımına, qLDPC şemasının zorunlu kıldığı fazladan bağlantılara olanak sağlayacak bir katman eklenecek.

IBM'in kuantum araştırmaları için açıklanan yeni yol haritası, önümüzdeki on yılın sonuna kadar katalizör moleküllerin işleyişini simüle etmek gibi faydalı hesaplamaları ulaşılabilir yapmayı öngörüyor. Dial konu hakkında şunları söylüyor:

Bu her zaman bir hayaldi, her zaman uzak bir hayaldi... Aslına bakılırsa şu anda bulunduğumuz noktadan yolu görebileceğimiz kadar yaklaşmış olmak benim için muazzam bir şey.