Teknoloji devleri IBM ve AMD, ABD’deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı ile birlikte kuantum bilgisayarların en büyük sorunlarından biri olan hesaplama hatalarını azaltmak için yeni bir araştırma platformu geliştirdi.
Duyurulan sistem, kuantum işlemcileri ile yüksek performanslı süper bilgisayarları bir araya getiriyor. Çalışmanın, 2028 yılına kadar bilimsel araştırmalarda kullanılabilecek daha güvenilir kuantum bilgisayarların geliştirilmesine katkı sağlaması hedefleniyor.
Bilim ve teknoloji dünyasında kuantum bilgisayarların geleceğini yakından ilgilendiren önemli bir gelişme yaşandı. IBM, AMD ve ABD Enerji Bakanlığı bünyesinde faaliyet gösteren Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL), kuantum hesaplamalarında ortaya çıkan hataların tespit edilmesi ve düzeltilmesi amacıyla ortak bir araştırma platformu oluşturdu.
Açıklanan iş birliği kapsamında, kuantum bilgisayarlar ile geleneksel yüksek performanslı bilgi işlem sistemlerinin birlikte çalışması sağlanacak.
Araştırmacılar, bu yöntemle kuantum teknolojilerinin daha güvenilir, ölçeklenebilir ve bilimsel çalışmalarda kullanılabilir hâle gelmesini amaçlıyor.
Kuantum bilgisayarların en büyük sorunu ne?
Geleneksel bilgisayarlar bilgiyi 0 ve 1 değerlerinden oluşan bitler aracılığıyla işlerken kuantum bilgisayarlar, kübit adı verilen kuantum bilgi birimlerini kullanıyor.
Kübitlerin kuantum mekaniğine özgü özellikleri, bazı hesaplamaların geleneksel yöntemlerden farklı biçimde gerçekleştirilmesine olanak tanıyor.
Ancak kuantum bilgisayarların önemli bir sorunu bulunuyor: Hesaplama sırasında oluşan hatalar.
Kuantum sistemleri çevresel gürültüye ve fiziksel etkilere karşı oldukça hassas olduğundan, işlem sırasında kullanılan kuantum bilgisi kolayca bozulabiliyor.
Bu nedenle güçlü bir kuantum işlemci geliştirmek tek başına yeterli olmuyor. Sistemin hesaplamalar sırasında ortaya çıkan hataları belirleyebilmesi ve düzeltebilmesi de gerekiyor.
IBM’in 120 kübitlik Nighthawk işlemcisi kullanılacak
IBM, AMD ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarının oluşturduğu yeni platformda, IBM’in 120 kübitlik Quantum Nighthawk işlemcisi kullanılacak.
Kuantum işlemciler, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarının Umbra adlı yüksek performanslı bilgi işlem sistemiyle birlikte çalışacak.
Umbra sisteminde AMD Instinct MI355X grafik işlemcileri (GPU) ve beşinci nesil AMD EPYC merkezi işlemcileri (CPU) bulunuyor.
Bu donanımlar, kuantum bilgisayarlardan elde edilen verilerin işlenmesi ve hata düzeltme yöntemlerinin değerlendirilmesi için kullanılacak.
Böylece araştırmacılar, kuantum işlemcilerin gerçekleştirdiği hesaplamaları geleneksel bilgisayarların işlem gücüyle destekleyebilecek.
Kuantum bilgisayarlardaki hatalar nasıl düzeltilecek?
Yeni araştırma platformunun temel amacı, kuantum hata düzeltme yöntemlerinin daha etkili biçimde geliştirilmesini sağlamak.
Kuantum bilgisayarlarda oluşan hataları belirlemek için işlem sırasında çeşitli ölçümler gerçekleştiriliyor.
Bu ölçümlerden elde edilen veriler, özel algoritmalar yardımıyla değerlendirilerek hangi düzeltmelerin uygulanması gerektiği hesaplanıyor.
Ancak kuantum sistemlerinin büyümesiyle birlikte hata tespiti ve düzeltme işlemlerinin gerektirdiği hesaplama gücü de artıyor.
IBM ve AMD’nin iş birliği, bu aşamada geleneksel yüksek performanslı işlemcilerin kuantum sistemlerine destek vermesini hedefliyor.
Araştırmacılar, farklı hata düzeltme yöntemlerini karşılaştırarak hangi tekniklerin daha az kaynak tükettiğini ve daha güvenilir sonuçlar verdiğini inceleyecek.
2028 yılı için dikkat çeken hedef
Yeni platform, ABD Enerji Bakanlığının kuantum teknolojileri alanındaki Quantum Genesis Mission girişimiyle bağlantılı olarak geliştiriliyor.
Girişimin hedeflerinden biri, 2028 yılının sonuna kadar 100 mantıksal kübit kullanarak 100 bin zorlu kuantum işlemi gerçekleştirebilen sistemlere ulaşmak.
Mantıksal kübitler, birden fazla fiziksel kübitin hata düzeltme teknikleriyle birlikte kullanılması sayesinde daha güvenilir bilgi işleme imkânı sunmayı amaçlıyor.
IBM’in açıklamasına göre şirketin mevcut deneylerinde 70’e kadar mantıksal kübit ve 438 zorlu işlem seviyesine ulaşıldı.
Bu sonuçlar, belirlenen 100 bin işlem hedefine ulaşmak için önemli ölçüde ilerleme kaydedilmesi gerektiğini gösteriyor.
Araştırmacılar, yeni platformun özellikle hata düzeltme algoritmalarının geliştirilmesine ve kuantum işlemcilerle geleneksel bilgisayarların birlikte çalışmasına katkı sağlayacağını değerlendiriyor.
Kuantum bilgisayarlar hangi alanlarda kullanılabilir?
Kuantum bilgisayarlar, belirli bilimsel problemlerin çözümünde yeni olanaklar sağlayabilecek teknolojiler arasında gösteriliyor.
Özellikle moleküllerin ve malzemelerin kuantum özelliklerinin incelenmesi, yeni kimyasal süreçlerin araştırılması ve karmaşık fiziksel sistemlerin modellenmesi gibi alanlarda potansiyel kullanım fırsatları bulunuyor.
Gelecekte daha güvenilir kuantum sistemlerinin geliştirilmesiyle ilaç araştırmaları, yeni malzemelerin tasarımı ve enerji teknolojilerine yönelik bilimsel çalışmaların desteklenmesi mümkün olabilir.
Ancak kuantum bilgisayarların bütün işlemlerde geleneksel bilgisayarlardan daha hızlı olduğu düşüncesi doğru değil.
Bu sistemlerin avantaj sağlaması, çözülmek istenen problemin özelliklerine ve kullanılan algoritmalara bağlı olarak değişiyor.
Ayrıca yeni duyurulan platform, bu uygulamaların tamamının bugün kullanılabildiği anlamına gelmiyor.
Yapay zekâ ve kuantum teknolojileri bir araya gelecek
Yeni iş birliğinde kuantum işlemcilerin, yapay zekâ ve yüksek performanslı bilgi işlem altyapılarıyla birlikte geliştirilmesi de hedefleniyor.
AMD’nin gelişmiş işlemcilerinin sunduğu hesaplama kapasitesi, kuantum sistemlerinden gelen büyük miktardaki verilerin değerlendirilmesine yardımcı olabilecek.
IBM ise kuantum donanımı ve yazılım altyapısıyla hata düzeltme araştırmalarının yürütülmesini sağlayacak.
Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı da yüksek performanslı bilgi işlem alanındaki deneyimiyle çalışmalara katkıda bulunacak.
Bu yaklaşım, kuantum teknolojilerinin geleneksel bilgisayarların yerini tamamen almasından çok, iki farklı hesaplama yönteminin birbirini tamamlayacak şekilde kullanılmasına odaklanıyor.
Kuantum teknolojilerinde yeni bir araştırma aşaması
IBM, AMD ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarının başlattığı çalışma, kuantum bilgisayarların daha güvenilir hâle getirilmesi amacıyla oluşturulan yeni bir araştırma altyapısı olarak öne çıkıyor.
Platform sayesinde kuantum hata düzeltme yöntemleri, gerçek kuantum işlemcileri ve güçlü geleneksel bilgisayarlar kullanılarak test edilebilecek.
Bununla birlikte açıklanan gelişme, hatasız çalışan veya ticari kullanıma hazır bir kuantum bilgisayar üretildiği anlamına gelmiyor.
Araştırmanın temel hedefi, kuantum bilgisayarların bilimsel araştırmalarda güvenilir biçimde kullanılabilmesi için gerekli hata düzeltme altyapısını geliştirmek ve gelecekte daha büyük kuantum sistemlerinin önünü açmak.
