ABD ve İngiltere merkezli kuantum bilişim şirketi Quantinuum, 5 Kasım’da “dünyanın en güçlü” kuantum bilgisayarı Helios’un ticari lansmanını gerçekleştirdi.
Şirket, Helios’u “neyin mümkün olduğunu yine belirleyen teknolojik bir harika” olarak tanımlıyor.
Helios, 98 fizikî kübit içeren yeni bir kuantum süreç ünitesi (QPU) ile çalışıyor.
Baryum iyonlarından oluşan bu kübitler, “bağlantılı iyon tuzağı (junction ion trap)” ismi verilen özel bir formasyonda yer alıyor. Bu yapı, kusur tespiti ve düzeltme kapasitesini büyük ölçüde artırarak, mevcut sistemlerden çok daha yüksek doğrulukla süreç yapabilmesini sağlıyor.
İşte Helios’la ilgili bililnenler:
KUANTUM HESAPLAMA NEDİR?
Günümüzdeki bilgisayarlar dijital bilgiyi temsil eden en küçük ünite olan “bit”ler üzerinden işliyor. Bir bit, sırf iki farklı kıymetten birine sahip olabiliyor: 0 yahut 1. Tüm bilgi, bu 0 ve 1’lerin kombinasyonlarıyla söz ediliyor. Örneğin, metin, fotoğraf ve ses üzere evraklardaki bilgiler, bitlerin muhakkak formlarda düzenlenmesiyle saklanıp işleniyor.
Bu bit’leri, gündelik gereksinimler için elektriği açıp kapatmaya yarayan anahtarlar üzere düşünmek de mümkün. “0” kapatma, “1” ise açma fonksiyonunu yerine getiriyor olsun. Bilgisayarlardaki tüm datalar de muhakkak örüntüler halinde “açılıp kapanarak” çalışıyor.
Kuantum bilgisayarlar ise “kuantum bit”lerini, yani “kübit”leri kullanıyor. Kuantum mekaniğinin süperpozisyon özelliği sayesinde kübitler hem 0 hem de 1 bedelini birebir anda taşıyabiliyor. Yani kübitler, elektriğin hem açık hem de kapalı olmasına benziyor. Süperpozisyon prensibi, kübitlerin tıpkı anda birçok hesaplamayı yapabilmesini sağlıyor.
Üstelik bu kübitler dolanık hale geldiğinde, birinin durumu anında başkasının durumunu da etkiliyor. Bu da tekrar kuantum bilgisayarlarının klasik hesaplamanın tersine, karmaşık bilgileri inanılmaz süratlerde işleyebileceği manasına geliyor.
Bu iki özellik bir ortaya gelince kuantum bilgisayarlara günümüzün aygıtları için imkansız olanı başarma potansiyeli sunuyor. Klasik bilgisayarlar vazifeleri adım adım yerine getirip, problemlere doğrusal yaklaşırken, kuantum bilgisayarlar birebir anda birçok tahlili kıymetlendiriyor. Bu durum, çoklukla bir kütüphanedeki her kitabı tıpkı anda okumaya benzetiliyor.
HELIOS NE KADAR YETENEKLİ?
Bir kuantum bilgisayar inşa etmek ve işlerliğini sürdürmek muazzam derecede sıkıntı. Çünkü kübitler etraflarına karşı çok son derece hassas. Sıcaklıkta yahut titreşimlerdeki ufak bir değişiklik, kuantum durumlarını kaybetmelerine neden oluyor.
Kuantum sistemlerdeki belirsizlik ve rastgelelikten kaynaklanan istenmeyen dalgalanmalara kuantum gürültüsü deniyor. Bu bozulmalar, ölçüm hassasiyetini etkileyebiliyor ve kuantum bilgisayarlarda kusur oranlarını artırarak hesaplamaların doğruluğunu sınırlıyor.
Quantinuum’un açıklamasına nazaran Helios, iki kübitli süreçlerde yüzde 99,921 ve tek kübitli süreçlerde yüzde 99,9975 doğruluk oranına ulaştı. Bu bedel, bugüne kadar kamuya açıklanmış en yüksek doğruluk düzeyi olarak kayıtlara geçti.
Helios’un gerçekleştirdiği hesaplamayı klasik bir harika bilgisayarın yaklaşık 10 septilyon yılda tamamlayabileceği belirtildi.
Helios’un baş mimarı Anthony Ransford, “Aynı hesaplamayı klasik teknikle yapmak için kainattaki tüm yıldızları güç kaynağı olarak kullanmanız gerekirdi” dedi.
Quantinuum’un Hesaplamalı Tasarım ve Teori Yöneticisi David Hayes, Live Science’a verdiği röportajda, “Şu anda bu, gezegendeki en güçlü kuantum bilgisayarı” dedi:
“Bu mevzuda hiç mütevazı olamayacağım.”
NVIDIA ÇİPLERİ NASIL KULLANILDI?
Helios’un denetim altyapısı büsbütün sıfırdan inşa edildi. Sistem, klasik bir bilgisayarın “beyni” üzere çalışan bir denetim motoruna sahip. Bu motor, Nvidia GPU çipleri sayesinde kusurları gerçek vakitli olarak tespit edip düzeltmelerini kuantum işlemciye geri iletiyor.
Hayes, “Artık sistem gereğince süratli düşünüyor; kübitler bozulmadan sorunu yine planlayıp çözebiliyor” diyor.
Helios’la birlikte Quantinuum mühendisleri, Python tabanlı yeni bir programlama lisanı de geliştirdi. “Guppy” isimli bu lisan, gelecekteki “hata toleranslı” kuantum sistemlerle tam uyumlu olacak formda tasarlandı.
SIRADA NE VAR?
Quantinuum, Helios’un sırf bir başlangıç olduğunu söylüyor. Şirket, Minnesota’daki tesisinde ikinci bir Helios sistemi kurmayı planlıyor.
Ayrıca 2027’de 192 kübitli “Sol” isimli dördüncü kuşak bilgisayarı, 2029’da ise binlerce kubitli “Apollo” sistemini piyasaya sürmeyi hedefliyor. Apollo’nun tam yanılgıdan arındırılmış (fault-tolerant) birinci kuantum bilgisayar olması bekleniyor.
Quantinuum Lider Yardımcısı Jennifer Strabley, “Helios, daha büyük fizikî sistemlere yönelik yol haritamızın en değerli kilometre taşlarından biri” dedi.
Quantinuum’un yeni kuantum bilgisayarı, bilim dünyasında “dünyanın en güçlü kuantum bilgisayarı” unvanını alırken, tıpkı vakitte klasik bilgisayarlarla kuantum sistemlerinin ortak geleceğine dair umutları da güçlendirdi.
