Yıldızların enerjisi yetişemiyor: Dünyanın en hassas ve en güçlü kuantum bilgisayarı

Quantinuum, yeni nesil kuantum bilgisayarı Helios ile performans, doğruluk ve ölçeklenebilirlikte sektöre yeni bir standart kazandırdı. Şirketin bir önceki modeli H2’nin üzerine inşa edilen sistem, kübit sayısını neredeyse ikiye katlayarak kuantum üstünlüğü alanında önemli bir eşiği geride bıraktı. Quantinuum, yeni sistemi “olasılıkların sınırlarını yeniden tanımlayan teknolojik bir mucize” olarak nitelendirdi.

Kuantumda yeni rekor

Helios, 98 tamamen bağlantılı kübit ile bugüne kadar raporlanan en yüksek doğruluğa ulaşarak ticari kuantum bilişiminde adeta devrimi körüklüyor. Quantinuum CEO’su Dr. Rajeeb Hazra, cihazı “donanım ve yazılımın kusursuz birleşimiyle oluşturulmuş, keşifler için eşi benzeri olmayan bir platform” olarak tanımladı.

Yeni sistem, kuantum programlamayı klasik bilgisayar kullanımına yaklaştırmak için tasarlandı. Şirketin erken erişim programına katılan SoftBank ve JPMorgan Chase gibi ortaklar, Helios üzerinde ticari düzeyde araştırmalar gerçekleştirdi. Quantinuum ayrıca Helios’u kullanarak yüksek sıcaklıkta süperiletkenlik ve kuantum manyetizması gibi karmaşık fiziksel olguları da simüle etti.

Bilindiği üzere kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarlardan farklı olarak veriyi 0 ve 1 yerine birden fazla durumda bulunabilen kübitler aracılığıyla işler. Bu sayede aynı anda çok sayıda olasılığı değerlendirerek hesaplamaları katlanarak hızlandırır. Ancak bu yüksek hassasiyet, sistemin hatalara açık hale gelmesine neden olur.

Quantinuum’un açıklamasına göre Helios, tek kuantum bitinde %99,9975 ve iki kuantum bitinde %99,921 kapı doğruluğu sunuyor. Bunlar şu ana kadar herhangi bir ticari sistemde bildirilen en yüksek rakamlar.

Geleneksel sistemlerde yıldızların enerjisi bile yetmezdi

Helios, Google’ın kuantum üstünlüğünü göstermek için kullandığı Random Circuit Sampling (RCS) yönteminde yapılan testlerde, klasik süper bilgisayarların gerçekleştiremeyeceği sonuçlar elde etti. Quantinuum’a göre, bu performansı klasik donanımda eşlemek için Güneş’ten, hatta görünür evrendeki tüm yıldızların toplam gücünden daha fazla enerji gerekirken Helios, bu işlemi tek bir veri merkezi rafının enerji tüketimiyle tamamladı. Şirkete göre bu test, klasik bir sistemle yapılsaydı tamamlanması yaklaşık 10 septilyon yıl sürecekti.

Yeni iyon mimarisi

Sistemin iyon tuzağı, bağlantı tabanlı QCCD (Quantum Charged Coupled Device) mimarisiyle çalışıyor. Bu yapı, kübitlerin yönlendirilmesini kolaylaştırarak soğutma, sıralama ve hesaplama işlemlerinin paralel yürütülmesini sağlıyor. Böylece hem hız hem doğruluk artıyor.

Helios, 98 fiziksel kübitin 94’ünü mantıksal kübitlere dönüştürerek bunları tamamen dolanık hale getiriyor. Bu yapı, şimdiye kadar oluşturulmuş en büyük GHZ durumlarından biri olarak kayıtlara geçti. Quantinuum’un geliştirdiği Iceberg kodlaması üzerine inşa edilen bu mantıksal kübitler, hatasızlığa yakın bir doğruluk seviyesine ulaşarak fiziksel kübitlerden daha yüksek performans gösterdi.

Sistem ayrıca, 2:1 kodlama oranıyla 48 tam hatasız mantıksal kübit üretmeyi başardı. Bu sonuç, daha önce imkansız olarak görülen bir hedefi gerçeğe dönüştürdü. Aynı hata toleransını elde edebilmek için rakip sistemlerin binlerce kübit kullanması gerekiyor. Öte yandan Helios, şirketin yol haritasından kritik bir aşama olsa da sadece birkaç yıl içinde 96 kübitin 1000'den fazla kübite ölçeklendiğini göreceğiz. Bu ölçek sayesinde hataya çok daya toleranslı bir sistem ortaya çıkacak.