Google ve IBM'den ortak proje: İlk çalışabilir kuantum bilgisayar için tarih verildi

1980’lerden bu yana ileri fizik ile bilgisayar bilim dünyasında bir hayal olarak görülen “çalışır durumda bir kuantum bilgisayar” hedefi, artık hiç olmadığı kadar yakın.

Son dönemdeki teknik atılımlar, büyük teknoloji şirketlerini laboratuvar ölçeğinde yapılan deneyleri endüstriyel boyuta taşıma konusunda yarışa soktu. Haziran ayında IBM, önceki tasarımlarındaki eksik parçaları tamamlayan bir “tam ölçekli kuantum bilgisayar” planını yayımlayarak, hedefe giden yolun netleştiğini duyurdu.

Financial Times'ın haberine göre kuantum bilgisayarlar, malzeme bilimi ve yapay zeka gibi alanlarda mevcut sistemlerin çözemediği problemleri çözme potansiyeline sahip. IBM Kuantum Girişimi Başkanı Jay Gambetta, “Artık bir hayal gibi hissettirmiyor. Kodu çözdüğümüzü ve on yıl bitmeden bu makineyi yapabileceğimizi hissediyorum” dedi.

Bu açıklama, geçen yılın sonunda en büyük teknik engellerden birini aşan ve aynı şekilde on yıl bitmeden endüstriyel ölçekli bir kuantum bilgisayar hedefleyen Google ile rekabeti kızıştırdı. Google Quantum AI Donanım Başkanı Julian Kelly, “Kalan tüm mühendislik ve bilimsel zorluklar aşılabilir” değerlendirmesinde bulundu.

1 milyon kübit

Endüstriyel ölçeğe ulaşmak, bugün 200’ün altında olan kübit sayısını 1 milyonun üzerine çıkarmayı gerektiriyor. Bu, klasik bilgisayarların ilk yıllarına benzetiliyor; ancak kuantum bilgisayarlar ek zorluklar barındırıyor.

En kritik sorunlardan biri, kübitlerin kuantum durumlarını sadece saniyenin çok küçük kesirleri kadar koruyabilmeleri. Bu, ölçek büyüdükçe “gürültü” ve kararsızlık sorunlarını artırıyor.

IBM’in deneysel Condor çipinde kübit sayısının 433’e çıkarılması, bileşenler arasında “çapraz konuşma” (crosstalk) denen istenmeyen etkileşimlere yol açtı.

Rigetti Computing CEO’su Subodh Kulkarni, “Kübitleri bu şekilde istiflemek kontrol edemediğimiz garip bir etki yaratıyor. Bu, çözülmesi gereken ciddi bir fizik problemi” dedi. IBM ise yeni bir bağlantı teknolojisiyle bu soruna çözüm bulduğunu belirtiyor.

Hata düzeltme yarışı

Kuantum bilgisayarların hataya tolerans göstermesini sağlayan “hata düzeltme” teknikleri kritik önemde. Google, sistem büyüdükçe hata düzeltme yapabilen çip geliştiren tek şirket konumunda. Kelly, bu aşamaya gelmeden ölçeklemeye çalışanların “çok pahalı, gürültü üreten ama değer üretmeyen” makineler inşa etme riski taşıdığını söylüyor.

Google, “yüzey kodu” (surface code) yöntemini kullanarak 1 milyon kübitlik bir hedefe odaklanırken, IBM farklı bir hata düzeltme yaklaşımı olan “düşük yoğunluklu parite kontrol kodu” (low-density parity-check) yöntemine geçtiğini açıkladı. IBM, bu yöntemin %90 daha az kübit gerektirdiğini savunuyor; ancak uzun mesafeli bağlantılar kurma ihtiyacı ciddi mühendislik zorlukları doğuruyor.

Mühendislik yükü hala ağır

Uzmanlar, devasa kablolama sistemlerini tek çiplerde toplama, bu çipleri modüller hâlinde bağlama, mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda çalışan dev soğutucular geliştirme gibi zorlukların ölçekleme sürecini belirleyeceğini vurguluyor.

Google ve IBM’in kullandığı süperiletken kübitler büyük ilerleme gösterse de kontrolü zor ve çok düşük sıcaklık gerektiriyor. Alternatif yöntemler olan “tuzaklanmış iyon” (trapped ions), “nötr atom” veya foton tabanlı sistemler daha kararlı olsa da hız ve ölçekleme sorunlarıyla karşı karşıya.

Universal Quantum CEO’su Sebastian Weidt, bu süreçte devlet desteklerinin hangi teknolojilere yönlendirileceğinin, oyunda kalabilecek az sayıdaki oyuncuyu belirleyeceğini söyledi. ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (Darpa) da geçen yıl en hızlı ölçeklenebilecek teknolojileri belirlemek amacıyla geniş kapsamlı bir inceleme başlattı.

Amazon ve Microsoft gibi şirketler ise daha güvenilir kübitler için radikal tasarımlar üzerinde çalışıyor. Bu teknolojiler henüz erken aşamada olsa da geliştiricileri gelecekte öne geçeceklerine inanıyor.
Gartner analisti Mark Horvath, “Zor olması, yapılamayacağı anlamına gelmiyor” diyerek sektördeki özgüveni özetliyor.