Çin, süper bilgisayarlardan 1 katrilyon daha hızlı kuantum bilgisayarı tanıttı

Araştırmacılar bilgi işlem gücündeki sıçramanın üretim ve kablolama düzeninin en iyi hale getirilmesinin ardından geldiğini söylüyor.

Zuchongzhi-3 çipinin şematik diyagramı (USTC)
Zuchongzhi-3 çipinin şematik diyagramı (USTC)
TT

Çin, süper bilgisayarlardan 1 katrilyon daha hızlı kuantum bilgisayarı tanıttı

Zuchongzhi-3 çipinin şematik diyagramı (USTC)
Zuchongzhi-3 çipinin şematik diyagramı (USTC)

Yeni bir süper iletken kuantum bilgisayar prototipini tanıtan Çinli bilim insanları, bunun yepyeni bir işlemci çağına zemin hazırlayacağını iddia ediyor.

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (USTC) araştırmacılar, bu kuantum bilgisayarın en hızlı süper bilgisayardan 1 katrilyon (1015) kat daha hızlı çalıştığını söylüyor.

Physical Review Letters adlı akademik dergideki yeni çalışmada açıklanan kuantum işlemcinin, Google'ın son deneyinden de 1 milyon kat hızlı olduğu tespit edildi.

Dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları, klasik bilgisayarlar için mümkün olmayan görevleri yerine getirebilecek kuantum bilgisayarlar inşa etmeye çalışıyor.

Kuantum bilgisayarları test etmek ve karşılaştırmak için altın standart haline gelen görevlerden biri de "rasgele devre örnekleme" (RCS) problemi.

Bilim insanları, "Bu süreç [RCS], kuantum sistemlerinin bilgi işlem üstünlüğünün altını çizme kapasitesi nedeniyle yoğun araştırmaların odak noktası haline geldi" açıklamasını yaptı.

Google'ın Sycamore ve Çin'in Zuchongzhi araştırma ekipleri, dünyanın en iyi kuantum bilgisayarlarını inşa etmek için birbirleriyle kıyasıya rekabet eden iki güç merkezi.

Örneğin, Google'ın çığır açan Sycamore işlemcisi 2019'da rasgele bir devre örnekleme görevini 200 saniyede tamamlayarak bir ölçüt oluşturmuştu. Bu o zamanlar dünyanın en hızlı süper bilgisayarında simüle edilmesi yaklaşık 10 bin yıl sürecek bir görevdi.

USTC'nin yeni kuantum bilgisayarı Zuchongzhi-3'ün, Google tarafından Ekim 2024'te yayımlanan en son sonuçlardan 10'un katlarına göre 6 kat daha iyi performans gösterdiği tespit edildi.

Çinli bilim insanları Zuchongzhi-3'ün dünyanın en güçlü süper bilgisayarını 10'un katlarına göre 15 kat aşan bir hesaplama hızına sahip olduğunu ve "kuantum bilgi işlem avantajında yeni bir ölçüt oluşturduğunu" söylüyor.

Bilim insanları, "Bu görevin, en güçlü klasik süper bilgisayar olan Frontier'de gerçekleştirilemeyeceği tahmin ediliyor ve bu görevi tekrarlamak için yaklaşık 5,9×109 yıl gerekiyor" diye yazdı.

Araştırmacılar çalışmada, "Google'ın daha önce başardığından daha büyük ölçekli bir rasgele devre örneklemesini başarıyla gerçekleştirdik ve klasik ve kuantum hesaplama arasındaki hesaplama yeteneklerindeki boşluğu daha da genişlettik" diye yazdı.

Bilim insanları bilgi işlem gücündeki bu sıçramanın, işlemcinin üretim ve kablolama düzeninin en iyi hale getirilmesinin ardından geldiğini söylüyor.

Son bulguların, kuantum bilgisayarlar için donanım oluşturma konusundaki ilerlemenin bir "kanıtı" olduğunu belirten araştırmacılar, bunun ilaç keşfi ve yapay zeka için gelişmiş işlemcilere zemin hazırlayabileceğini de ekliyor.

Çalışmamız sadece kuantum hesaplamanın sınırlarını ilerletmekle kalmıyor, aynı zamanda kuantum işlemcilerin sofistike gerçek dünya zorluklarının üstesinden gelmede önemli bir rol oynadığı yeni bir çağa zemin hazırlıyor.

Independent Türkçe



Microsoft'tan kuantum bilgisayarda devrim: Maddenin yeni bir hali kullanıldı

Majorana 1 çipi, kuantum bilgisayarların temel sorunlarını çözebilir (Microsoft)
Majorana 1 çipi, kuantum bilgisayarların temel sorunlarını çözebilir (Microsoft)
TT

Microsoft'tan kuantum bilgisayarda devrim: Maddenin yeni bir hali kullanıldı

Majorana 1 çipi, kuantum bilgisayarların temel sorunlarını çözebilir (Microsoft)
Majorana 1 çipi, kuantum bilgisayarların temel sorunlarını çözebilir (Microsoft)

Microsoft, maddenin yeni bir haline geçebilen bir malzeme kullanarak kuantum çipi ürettiğini açıkladı. Şirket, kuantum bilgisayar devriminin çok yaklaştığını öne sürüyor.

Kuantum bilgisayarlar, temel bilgi birimi olarak klasik versiyonlarındaki bitler yerine kuantum biti (kübit) kullanıyor. Bitler aynı anda sadece 0 veya 1 durumunda olabilirken, kuantum fiziğinin hakim olduğu kübitler, aynı anda birden fazla durumda bulunarak işlem hızının katlanarak artmasını sağlıyor. 

Dünya genelinde çeşitli şirketler bu teknolojiyi geliştirmek için yarışıyor ve kuantum bilgisayarların, tıptan yapay zekaya pek çok alanda muazzam sıçramalar yaratması bekleniyor.

Ancak kübitlerin çevresel koşullara karşı hassas olması ve kontrol edilmesindeki zorluk, beklenen kuantum atılımının önünde engel teşkil ediyor. 

Bilim insanları bu sorunları çözme yollarını ararken Microsoft, "topolojik kübit" adı verilen yeni bir kübit geliştirerek önemli bir başarıya imza attı. 

Yeni teknoloji, Majorana fermiyonu denen bir atom altı bir parçacığa dayanıyor. Kübitlerin karşılaştığı sorunlara daha dayanıklı olan bu parçacıklar ilk kez 1930'larda ortaya atılmış ancak fizikçiler bunu bulup kontrol etmeyi başaramamıştı.

17 yıldır bu konu üzerine çalışan Microsoft, "dünyanın ilk topoiletkenini" geliştirerek kuantum bilgisayarları mümkün kılacağını söylediği topolojik kübitleri üretmeyi başardı.

Bulgularını önde gelen hakemli dergi Nature'da dün (19 Şubat) yayımlayan araştırmacılar, indiyum arsenit (yarı iletken) ve alüminyumu (süperiletken) birleştirerek topoiletkeni üretti.

Klasik bilgisayarlardaki çipler yarı iletken maddelerden yapılırken, kuantum bilgisayarlarda genellikle süperiletken tercih ediliyor. Microsoft ikisini birleştirdiği yeni cihazın, neredeyse mutlak sıfıra kadar soğutulmasıyla Majorana fermiyonunun ortaya çıktığını söylüyor.

Bilim insanları, maddeyi topolojik duruma getirmenin sürecin en zor kısmı olduğunu ifade ediyor. Microsoft ekibinden Jason Zander, "En zor kısmı işin fiziğini çözmekti" diyerek ekliyor:

Bunun için bir ders kitabı yok ve biz bunu icat etmek zorundaydık.

Topoiletkenle geliştirilen Majorana 1 adlı çip halihazırda sadece 8 kübit içeriyor. Ancak şirket, 1 milyon kübit içeren çiplerin geliştirilmesinde kritik bir adıma işaret ettiğini savunuyor.

Teknolojiyi üreten ekibin lideri Chetan Nayak, kuantum bilgisayarlar için "Biz bunu onlarca yıl değil, yıllarca uzakta olan bir şey olarak görüyoruz" diyor.

NVIDIA CEO'su Jensen Huang kısa süre önce teknolojinin pratik kullanımının 20 yıl ileride olduğunu söylerken, Google 5 yıl sonrayı işaret etmişti.

Google, Aralık 2024'te tanıttığı Willow çipiyle kübit sayısı arttıkça bilgisayarın hata yapma oranının azaldığını duyurmuştu. Normalde kübit sayısıyla birlikte sorunlar da arttığı için bu gelişme kuantum teknolojisinde kritik bir dönüm noktasına işaret ediyor.

Majorana 1 de sektörde benzer bir heyecana yol açtı. Harvard Üniversitesi Fizik Bölümü'nden Philip Kim, topolojik kübitlerin kuantum bilgisayarların gelişimini hızlandırabileceğini belirtiyor:

Eğer her şey yolunda giderse Microsoft'un araştırması devrim niteliğinde olabilir.

Diğer yandan Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden (Caltech) teorik fizikçi Jason Alicea, şirketin gerçekten bir topolojik kübit inşa ettiğine şüpheyle yaklaşıyor. Kuantum sistemlerinin davranışını kanıtlamanın genellikle zor olduğunu söylüyor.

Microsoft'un yeni çipi halihazırda çok fazla hata yapıyor ancak çoğu bilim insanı, topolojik kübitler kusursuz hale getirilirse hata düzeltme işlemlerinin daha kolay ve verimli olacağını düşünüyor.

Nayak, "1 milyon kübit içeren kuantum bilgisayar sadece bir kilometre taşı değil, dünyanın en zor sorunlarından bazılarını çözmeye açılan bir kapı" diyerek ekliyor: 

Faydalı kuantum hesaplamaya giden yolumuz net. Temel teknoloji kanıtlanmış durumda ve yapımızın ölçeklenebilir olduğuna inanıyoruz. 

Independent Türkçe, New York Times, Live Science, Reuters, Verge, Microsoft, Nature