“Yeni Google Kuantum Algoritması, Frontier Süper Bilgisayarını 13.000 Kat Geçiyor”

Kuantuum bilişim alanındaki yarış, son zamanlarda ciddi bir hızlandı. Google, Willow kuantum çipi kullanarak gerçekleştirdiği önemli bir atılımı duyurdu ve Quantum Echoes algoritması adı verilen yeni bir yöntem geliştirdi. Bu buluş, araştırmacıları “pratik kuantum avantajı” olarak adlandırdıkları bir noktaya daha da yaklaştırıyor. Pratik kuantum avantajı, kuantum bilgisayarların, en iyi klasik süper bilgisayarların makul bir sürede çözemeyeceği anlamlı gerçek dünya problemlerini çözebileceği noktadır.

Google’ın deneyinde, karmaşık bir fizik simülasyonu gerçekleştirildi. Bu deneyde, ikinci mertebeden zaman dışı korelatör (OTOC) adı verilen ince bir kuantum fenomeni ölçüldü. Google’a göre, kuantum cihazı bu hesaplamayı 13.000 kat daha hızlı bir şekilde gerçekleştirdi. Frontier, dünyanın en güçlü klasik makinesi olarak biliniyor. Kuantum çipinin bu görevi tamamlaması yalnızca iki saatten biraz fazla sürerken, süper bilgisayarın bu işlemi tamamlaması için tahmini 3.2 yıl sürekli çalışması gerekecekti.

Quantum Echoes ile Gerçek Dünya Uygulaması

Bu hızın anahtarı, Quantum Echoes algoritmasıdır. Bu teknik, kuantum bitleri olarak bilinen qubitlerin eşsiz özelliklerinden yararlanarak çalışıyor. Qubitler, aynı anda birden fazla durumda bulunabiliyorlar.

İşlem temel olarak basittir. Ekip, belirli bir sinyali kuantum sistemi olan Willow çipine gönderiyor, ardından bu sinyale küçük bir bozulma ekliyor ve ardından tüm sinyal evrimini geri zamanlı çalıştırıyor. Evrim geri sarıldıkça, kuantum dalgaları bir “yapıcı girişim” anı yaratıyor. Bu, elde edilen “echo”yu büyüterek son ölçümün son derece hassas olmasını sağlıyor. Çıktı, bilginin kuantum sistemi içinde nasıl yayıldığını ve etkileşime girdiğini ortaya koyuyor.

Bu yaklaşım güçlüdür çünkü sonuçlar doğrulanabilir. Önceki kuantum hız gösterimlerinin aksine, Quantum Echoes algoritmasının çıktısı diğer karşılaştırılabilir kuantum bilgisayarlarda tekrarlanabilir ve daha da önemlisi, gerçek dünya fizik deneyleri ile çapraz kontrol edilebilir.

Araştırmalara Öncülük Eden Moleküler Ölçüm

Bu yöntemin gerçek dünya faydasını göstermek için Google, Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’deki araştırmacılarla iş birliği yaptı. Quantum Echoes algoritmasını, iki farklı molekülün yapısını incelemek için kullandılar.

Kuantum sonuçları, şu anda kimya alanında ve MRI teknolojisinin arkasındaki bilimde kullanılan Nükleer Manyetik Resonans (NMR) spektroskopisi ile karşılaştırıldı. Her iki sistemden alınan veriler mükemmel bir şekilde uyum sağladı. Önemli bir nokta olarak, Quantum Echoes tekniği, standart NMR yöntemlerinin genellikle ortaya çıkaramadığı yapısal bilgileri çıkarmayı başardı; bu, eşsiz bir “moleküler ölçü” görevi gördü.

Tam ölçekli kuantum bilgisayarlarının, tıbbı ve malzeme bilimini tamamen devrim niteliğinde değiştirebilecek kapasitede olabilmesi için milyonlarca yüksek stabil kubit ile donatılması gerekiyor. Ancak Google, bu algoritmik devrimin daha büyük bir adım olduğuna inanıyor. Şirket, gerçek dünya kuantum uygulamalarının önümüzdeki beş yıl içinde ortaya çıkabileceği konusunda iyimser. Bu araştırma, kuantum makinelerinin sadece karmaşık hız testleri için değil, aynı zamanda bilimsel keşiflerde de yararlı olacağı bir geleceği işaret ediyor.