Kuantum Hesaplamada Yeni Bir Aşama
Kuantum bilgisayarlara ulaşma yolunda önemli adımlar atılmakta. Yıllarca süren yavaş ama istikrarlı gelişimlerin ardından, klasik makineleri geride bırakabilecek kullanışlı bir kuantum bilgisayar üretimi hâlâ “gürültülü orta ölçekli kuantum çağı” içinde. Ancak, daha gelişmiş ve stabil makineler için gerekli olan parçalar artık birer birer yerine oturuyor.
Microsoft ve Atom Computing İş Birliği
Microsoft Ignite 2024 konferansında, Microsoft ve Atom Computing, hatalı olmayan kuantum hesaplamaya doğru bir diğer atılımı duyurdu: İki şirket, nötr atomları kullanarak 24 mantıksal qubitin entegre edildiğini açıkladı. Bu, kaydedilen en yüksek sayıda entegre mantıksal qubit olarak nitelendiriliyor. (Mantıksal qubit oluşturmak için birçok fiziksel qubite ihtiyaç bulunmaktadır).
Önemli bir başka gelişme de, sistemin fiziksel qubitleri oluşturan nötr atomlardan birinin kaybolduğunu tespit edebilmesi ve bunu tekrar düzeltme yeteneği. Nötr atomların kaybolma eğilimi, kuantum hesaplamalarının karşılaştığı zorluklardan biri.
Ticari Müşterilere Yönelik Planlar
İki şirket, bu teknolojiye dayanan kuantum bilgisayarlarını önümüzdeki yıl ticari müşterilere sunmayı planlıyor. Bu makineler, 1.000’in üzerinde fiziksel qubit içerecek.
Microsoft ve Atom Computing, bu sistem kullanılarak, 80 fiziksel qubitten 20 mantıksal qubit oluşturdu ve Bernstein-Vazirani algoritmasını başarıyla çalıştırdı. Bu, 1990’larda tasarlanmış klasik bir kuantum algoritmasıdır ve temelinde superpozisyonun gücünü gösteren bir deneydir; yani qubitin aynı anda hem 0 hem de 1 olabilme yeteneği. Algoritmanın amacı, 0 ve 1’lerin bir dizisini gizli bir kod olarak bulmaktır. Klasik bilgisayar, tüm olası kombinasyonları denemek zorundayken, kuantum bilgisayar, tüm kombinasyonları aynı anda test edebilme yeteneği sayesinde tek bir sorgu ile bunu yapabilir.
Hassas Kayıp Düzeltme Süreci
Krysta Svore, Microsoft Azure Quantum’un ileri kuantum geliştirme başkan yardımcısı ve teknik uzmanı, “Bu yazılımda 20 mantıksal qubit ile bu hesaplamayı gerçekleştirdik ve fiziksel performansın üzerinde sonuçlar elde ettik. Aynı zamanda bu algoritma ile klasik performanstan da daha iyi sonuçlar aldık,” dedi. Bu, mantıksal qubitlerle hesaplama yapabilme yeteneğimizi gösterir.
Svore, Azure Quantum Compute platformunun, ekiplerin belirli bir kuantum işlemci için optimize edilmiş kuantum hata düzeltmesini tasarlamasına olanak tanıyan bir qubit sanallaştırma sistemi sağladığını vurguladı. Bu, Microsoft’un yakın zamanda Quantinuum ile birlikte elde ettiği 12 mantıksal qubitteki gelişmelerin de bir parçasıydı. Svore, bu sanallaştırma sisteminin Atom Computing’in nötr atomlar üzerindeki sürekli ilerlemesiyle bir araya gelmesinin bu son gelişmeleri sağladığını belirtti.
Nötr atomlarla çalışmanın zorluklarından biri, bu atomların bazen kaybolmasıdır. Tüm kuantum bilgisayarlarının baş etmesi gereken düzenli gürültü sorununa ek olarak bu durum söz konusu. Sistemi atomlarla yükledikten hemen sonra görüntü almak mümkün ve tüm atomların yerinde olup olmadığını kontrol etmek de aynı şekilde.
Svore, “Bir atom kaybolduğunda, bunun olduğunu bilmek ve kaybı düzeltmek istiyoruz,” dedi. “Bu kaybı düzeltmeden hesaplamayı durdurmamak çok önemli. Bu, qubit sanallaştırma sistemimizin sağladığı ana özelliklerden biridir.” Bu, bu kaybı düzeltmenin ilk kez gösterildiği durumu ifade etmekte.
İleriye dönük olarak, iki şirketin, ticari olarak sunacakları makinede 1.000’den fazla fiziksel qubit sağlaması planlanıyor (mevcut sistem zaten 256’ya kadar desteklemekte). Mantıksal qubit sayısında bir esneklik mevcut.
Atom Computing’in CEO’su Ben Bloom, “Microsoft ile olan iş birliğimiz sırasında önemli kuantum bilgisayarı dönüm noktaları elde edildi,” diyerek heyecanını ifade etti. “Nötr atom qubitlerimizi Microsoft’un qubit sanallaştırma sistemiyle birleştirerek, artık ticari bir kuantum makinesinde güvenilir mantıksal qubitler sunabiliyoruz. Bu sistem, kimya ve malzeme bilimi gibi birçok alanda hızlı ilerlemeyi sağlayacak.”
