IBM, 100.000 kübitlik bir kuantum bilgisayar oluşturmak istiyor

Kuantum hesaplama, bilgiyi temel parçacıkların benzersiz özelliklerinden yararlanacak şekilde tutar ve işler: elektronlar, atomlar ve küçük moleküller aynı anda birden fazla enerji durumunda bulunabilir, bu süperpozisyon olarak bilinen bir olgudur ve parçacıkların durumları birbirine bağlanabilir veya birbirine dolanmış, birbirine dolanmış. Bu, bilginin yeni şekillerde kodlanabileceği ve manipüle edilebileceği anlamına gelir ve bu da, klasik olarak imkansız bilgi işlem görevlerinden oluşan bir yığına kapı açar.

Kuantum bilgisayarlar şimdiye kadar standart süper bilgisayarların yapamayacağı faydalı hiçbir şeyi başaramadı. Bunun nedeni büyük ölçüde yeterli kübite sahip olmamaları ve sistemlerin çevrelerindeki fizikçilerin gürültü olarak adlandırdıkları küçük düzensizlikler tarafından kolayca bozulmasıdır.

Araştırmacılar, gürültülü sistemlerle idare etmenin yollarını araştırıyorlar, ancak birçoğu, kuantum sistemlerinin gerçekten yararlı olması için önemli ölçüde ölçeklenmesi gerektiğini ve böylece kübitlerinin büyük bir kısmını gürültünün neden olduğu hataları düzeltmeye ayırabilmelerini bekliyor.

IBM, büyük hedefleyen ilk kişi değil. Google, on yılın sonuna kadar bir milyon kübit hedeflediğini söyledi, ancak hata düzeltme, hesaplamalar için yalnızca 10.000 kübitin mevcut olacağı anlamına geliyor. Maryland merkezli IonQ, 2028 yılına kadar hesaplamalar gerçekleştirerek her biri 13 fiziksel kübitlik bir hata düzeltme devresinden oluşacak 1.024 “mantıksal kübite” sahip olmayı hedefliyor. Google gibi Palo Alto tabanlı PsiQuantum da geliştirmeyi hedefliyor milyon kübitlik bir kuantum bilgisayar, ancak zaman ölçeğini veya hata düzeltme gereksinimlerini açıklamadı.

Bu gereklilikler nedeniyle, fiziksel kübitlerin sayısından bahsetmek bir çeşit kırmızı ringa balığıdır – gürültüye dayanıklılıkları ve kullanım kolaylıkları gibi faktörleri etkileyen nasıl inşa edildiklerinin ayrıntıları çok önemlidir. İlgili şirketler genellikle “kuantum hacmi” ve “algoritmik kübitlerin sayısı” gibi ek performans ölçütleri sunar. Önümüzdeki on yılda, hata düzeltme, kübit performansı ve yazılım kaynaklı hata “azaltma” alanındaki ilerlemelerin yanı sıra farklı kübit türleri arasındaki büyük farklar, bu yarışı özellikle takip etmeyi zorlaştıracak.

Donanımı iyileştirme

IBM’in kübitleri şu anda, mutlak sıfırın bir derecenin çok küçük bir kısmı olan milikelvin sıcaklıklarda çalıştırıldığında atomlarla aynı kuralları izleyen süper iletken metal halkalardan yapılıyor. Teorik olarak, bu kübitler büyük bir toplulukta çalıştırılabilir. Ancak IBM’in kendi yol haritasına göre, oluşturduğu türden kuantum bilgisayarlar, mevcut teknolojiyle yalnızca 5.000 kübite kadar ölçeklenebilir. Uzmanların çoğu, bunun yararlı hesaplama yolunda fazla verim sağlayacak kadar büyük olmadığını söylüyor. Güçlü kuantum bilgisayarları yaratmak için mühendislerin daha da büyümesi gerekecek. Ve bu yeni teknoloji gerektirecek.