Dünyanın ilk hata toleranslı kuantum bilgisayarı çıkıyor

Dünyanın “mantıksal kübitlere” sahip ilk ticari hata toleranslı kuantum bilgisayarı yılsonundan önce çalışmaya başlayabilir. Mantıksal kübitler – kuantum dolanıklığı yoluyla birbirine bağlanan fiziksel kuantum bitleri ya da kübitleri – aynı verileri farklı yerlerde depolayarak kuantum bilgisayarlardaki hataları azaltıyor.

Kuantum bilgisayarlarda önemli eşik aşılıyor

Makineyi inşa eden QuEra‘dan temsilciler yaptıkları açıklamada, 256 fiziksel ve 10 mantıksal kübite sahip olan yeni makinenin 2024’ün sonlarında piyasaya sürüleceğini söyledi.

Harvard, QuEra ve diğer kurumlardan araştırmacılar bugüne kadar test edilen en fazla mantıksal kübit sayısı olan 48 mantıksal kübit içeren bir kuantum bilgisayarı sergiledikleri bir çalışma yayınlamıştı. Duyuru, bu çalışmanın ardından yapıldı. QuEra ve Harvard Üniversitesi’nde fizikçi olan çalışmanın ortak yazarı Harry Zhou, “Bu, kuantum hata düzeltme özelliğine sahip ilk makine” dedi.

Zhou, bu bilgisayarın kendi başına kullanışlı olacak kadar güce sahip olmasa da, yazılım programcılarının gelecekteki kuantum bilgisayarlar için kod test etmeye başlayabilecekleri bir platform sağladığını söyledi.

Hata düzeltmeye neden ihtiyaç var?

Geleneksel bilgisayarlar bilgiyi 0 ya da 1 değerine sahip bitler halinde depolarken, bir kübitin genel durumu, kuantum mekaniğine göre, her ikisinin kuantum süperpozisyonu şeklinde olabiliyor. Kübitler aynı zamanda kuantum dolanıklığı kullanılarak aynı anda birden fazla durumda var olacak şekilde bir araya getirilebilir. Böylece birçok hesaplamayı klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı yapabilmeleri mümkün oluyor. Ancak kübitler kolayca bozulabilir, bu da onları hataya eğilimli hale getirir.

Evet, kuantum bilgisayarlar milyonlarca kübit içermeleri halinde en iyi süper bilgisayarları geride bırakabilir ancak bu doğal hatalar ölçeklendirmeyi sınırlıyor. Kaldı ki günümüzde inşa edilen en büyük kuantum bilgisayar sadece yaklaşık 1.000 kübite sahip. Hata düzeltme de burada devreye giriyor. Mantıksal kübitler, kuantum hata düzeltmede kullanılan yollardan birisi konumunda.

Mantıksal kübitler

Yeni hata düzeltme sistemi, aynı veri parçasının birden fazla yerde depolandığı veri yedekliliğine dayanıyor. Mantıksal kübitler aynı hesaplamaları birden fazla fiziksel kübitte gerçekleştirerek, bir veya daha fazla fiziksel kübitin arızalanması durumunda hata oranlarını büyük ölçüde azaltıyor, çünkü veriler başka bir yerde mevcut olduğundan hesaplamalar devam edebiliyor.

Hata düzeltmenin hayatımıza girmesinden bu yanan yeni kübitler, geçmişlerine kıyasla önemli ilerlemeler kaydetti. Geçtiğimi yıl Google, kuantum bilgisayarlarda devrimsel bir adım attı ve mantıksal kübitleri hayatımıza soktu. Google, o dönemdeki araştırmasında 49 fiziksel kübitten oluşan sisteminde yüzde 2,9 hata oranı yakaladı. Quera‘nın hata oranı ise 48 mantıksal kübit ile yüzde 0,5 seviyesine ilerledi.

Geçen yıl IBM de 127 kübitlik Heron çipinde hata düzeltme teknolojisini göstererek hata oranlarını diğer çiplerine kıyasla beş kat azalttı. Ancak ilk ticari hata toleranslı makinenin 2029 yılına kadar üretilmesi beklenmiyor.

QuEra önümüzdeki yıllarda, 2025 yılında çıkacak 30 mantıksal kübitlik, 3.000 fiziksel kübitlik bir makineden başlayarak birkaç kuantum bilgisayarı piyasaya sürmeyi planlıyor. Firma aynı zamanda 10.000‘den fazla fiziksel kübit ve 100 mantıksal kübite sahip bir makinenin ise 2026’da piyasaya sürüleceğini söylüyor. Zhou’ya göre bu makine günümüz süper bilgisayarlarının kapasitesini aşan doğru hesaplamalar yapabilecek.