Bilim dünyasında tarihi eşik: Kuantum bilgisayarları süper bilgisayarları geride bıraktı

İşlem kapasitesi ve hesaplama hızı bakımından geleneksel bilgisayarların sınırlarını zorlayan kuantum teknolojisinde devrim niteliğinde bir gelişme yaşandı. ABD merkezli teknoloji devi IBM; Japon bilim kurumu RIKEN, Chicago Üniversitesi ve yazılım şirketleriyle yürüttüğü ortak çalışmalarda “kuantum üstünlüğü” (quantum advantage) hedefine ulaşıldığını ilan etti. Yayınlanan üç farklı araştırma, gürültülü ve hataya meyilli mevcut kuantum donanımlarının dahi dünyanın en güçlü süper bilgisayarlarını geride bırakabileceğini ve doğrulanabilir sonuçlar üretebileceğini ortaya koydu.

DÜNYANIN EN GÜÇLÜ SÜPER BİLGİSAYARI FUGAKU YETERSİZ KALDI

Kuantum üstünlüğünü kanıtlamaya yönelik ilk çalışma, IBM ve Japonya’nın RIKEN araştırma enstitüsü tarafından gerçekleştirildi. Araştırmacılar, karmaşık bir fiziksel süreç olan mıknatıs ızgaralarındaki (Ising modeli) periyodik dönüşleri simüle etmek için sistemi test etti.

Söz konusu karmaşık hesaplama, beş yıl önce dünyanın en güçlü bilgisayarı unvanını taşıyan Japon süper bilgisayarı Fugaku üzerinde çalıştırıldı. Klasik algoritmalar zaman geçtikçe hatalı ve çelişkili sonuçlar üretirken, özel hata azaltma yazılımlarıyla donatılmış IBM kuantum işlemcisi fizikle tam uyumlu ve kararlı veriler sundu. Kuantum işlemcisinin elde ettiği bu doğruluk, bağımsız bir başka kuantum sistemi olan Quantinuum ile de doğrulandı.

SİMÜLE EDİLMESİ İMKANSIZ ALGORİTMALAR VE ÜSTEL KARMAŞIKLIK

Chicago Üniversitesi ve IBM iş birliğiyle yürütülen ikinci çalışmada ise klasik bilgisayarların taklit edemeyeceği özel kuantum kapıları (T kapıları) kullanıldı. Klasik işlemcilerin analiz etmekte yetersiz kaldığı bu karmaşık yapı, kuantum bilgisayarının benzersiz işlem kabiliyetini gözler önüne serdi.

Araştırma ekibi, hesaplama esnasında sistemin çevresine yerleştirilen ek kübitler (kuantum bitleri) sayesinde hataları anında tespit eden ve hatalı verileri eleyen bir güvenlik ağı oluşturdu. IBM Kuantum Yöneticisi Jay Gambetta, klasik simülasyonların imkânsız olduğu bir aşamada kuantum sonuçlarının doğrulanabilir olmasının bilgisayar bilimleri açısından tarihi bir başarı olduğunu vurguladı.

GÜRÜLTÜ PERDESİ ARALANDI: SANAYİ VE BİLİMDE YENİ DÖNEM YAKLAŞIYOR

Üçüncü çalışmada ise Algorithmiq şirketi, sistemdeki parazit ve gürültü faktörünü tamamen izole eden “kuantum yankısı” tekniğini uyguladı. İşlemci üzerindeki en kararlı alanları seçen ve gürültü oranını hesaplanabilir bir sınırın altına çeken bilim insanları, klasik donanımların erişemeyeceği karmaşıklıktaki verileri hatasız biçimde işlemeyi başardı.

Mevcut kuantum algoritmaları henüz günlük ticari uygulamalarda doğrudan kullanılmasa da elde edilen teknik başarılar ilaç sanayi, malzeme bilimi ve yapay zeka alanında devrim yaratacak hatasız kuantum bilgisayarlarının habercisi olarak kabul ediliyor. Bilim insanları bir sonraki adımın, teorik modellerden ziyade gerçek dünya malzemelerini ve kimyasal reaksiyonları kuantum işlemcilerinde simüle etmek olacağını bildiriyor.