IBM, kuantumda en zorlu eşiği geçti: "Starling" 2029’da sahnede

Araştırmalar, günümüz kuantum sistemlerinden yaklaşık 20 bin kat daha güçlü bir mimarinin mümkün olduğunu gösteriyor. IBM’in "Starling" adı verilen yeni sisteminin, ortalama 200 mantıksal kübit kullanarak 100 milyon kuantum işlem gerçekleştirmesi bekleniyor. Şirket, bunun yaklaşık 10 bin fiziksel kübit gücüne denk geldiğini belirtiyor.

2029'daki sistemin ardından, IBM 2033'te daha gelişmiş bir versiyon olan "Blue Jay" modelini piyasaya sürmeyi planlıyor. Bu sistemin 2 bin mantıksal kübit ile 1 milyar kuantum işlem yapabilmesi öngörülüyor.

Klasik bilgisayarlar bilgiyi "bit" adı verilen 0 veya 1’lik birimlerle işlerken, kuantum bilgisayarlar süperpozisyon prensibi sayesinde aynı anda hem 0 hem de 1 olabilen "kübit"leri kullanıyor. Bu özellik sayesinde, kuantum bilgisayarlar çok sayıda işlemi eşzamanlı gerçekleştirebiliyor.

Ancak fiziksel kübitler son derece hassas ve hata yapma eğiliminde olduğu için, güvenilir kuantum hesaplama bugüne dek sınırlı kaldı. Bu sorunu aşmak için IBM, birden fazla fiziksel kübiti birleştirerek oluşturulan ve hata düzeltme algoritmalarıyla korunan "mantıksal kübit" yapısını kullandığını açıkladı.

IBM’in arXiv platformunda 2-3 Haziran tarihlerinde yayımladığı iki çalışmada, kuantum sistemlerdeki hata oranlarını azaltan yeni düzeltme tekniklerine yer verildi. Bu yöntemlerin donanım ölçeklenmesini dokuz kat daha verimli hale getirdiği belirtildi. Çalışmalarda dikkat çeken noktalardan biri, düşük yoğunluklu parite kontrolü (LDPC) kodlarının kullanılması oldu. Bu yaklaşım, daha az fiziksel kübit ile daha yüksek doğruluk sağlayarak, kuantum bilgisayarlarda verimliliği artırıyor.

IBM, bu hata düzeltme yaklaşımının kuantum donanımında bugüne kadar yaşanan kısıtlamaları aşabilecek yeni bir paradigma sunduğunu vurguluyor. IBM Kuantum Operasyonları Başkan Yardımcısı Jay Gambetta, artık bilimsel sınırlamaların aşıldığını ve geriye yalnızca mühendislik detaylarının kaldığını ifade etti.

Kuantum bilgisayarlar günümüzde mevcut olsa da, yalnızca belirli deneysel koşullarda klasik bilgisayarlardan üstün performans gösterebiliyor. Bunun nedeni, her yeni kübit eklendiğinde artan hata oranları. IBM, LDPC kodları sayesinde bu sorunun büyük ölçüde giderildiğini belirtiyor.

Yeni sistemin hata düzeltme süreçlerinde yüzde 90’a kadar daha verimli olduğu ifade ediliyor. IBM, bu teknolojiyi mevcut Heron mimarisinin bir üst modeli olan Loon QPU mimarisiyle birleştirmeyi planlıyor.

Ayrıca, geliştiricilerin bu yeni teknolojiye hazırlanabilmeleri için açık kaynaklı yazılım geliştirme kiti Qiskit 2.0’ın tanıtımı yapıldı. IBM Kuantum Motoru Başkanı Blake Johnson, artık odaklarının deneysel hata giderme süreçlerinden çıkıp gerçek hata düzeltmeye geçmek olduğunu belirtti ve kuantum teknolojisinin kullanım aşamasına yaklaştığının altını çizdi.