- Topolojik kübitlerle (topological qubits) çalışan dünyanın ilk kuantum işlemcisi Majorana 1 tanıtıldı
- Microsoft, Majorana 1'i topoconductor adlı yenilikçi bir malzeme kullanarak geliştirdi
- Bu, pratik kuantum hesaplamaya geçişte önemli bir dönüm noktası
- Kuantum bilgisayarların bilim ve toplum genelinde dönüşüm yaratabilmesi için büyük ölçekli genişleme ve kuantum hata düzeltmenin güvenilirliği şart
- Bugün duyurulanlar, bunu hızla gerçeğe dönüştürmek için kritik bir ilerleme
- Majorana 1: Topolojik çekirdeğe sahip dünyanın ilk QPU'su. Tek bir çip üzerinde en fazla bir milyon kübite kadar ölçeklenebiliyor
- A hardware-protected topological qubit:
- Araştırma sonuçları Nature makalesinde ve Station Q toplantısında paylaşıldı
- Küçük boyut, yüksek hız ve dijital tabanlı kontrol öne çıkan özellikleri
- Kararlı kuantum işlemleri için cihaz yol haritası:
- Tek kübitli cihazdan başlayıp kuantum hata düzeltmesi yapabilen bir diziye doğru genişleyen bir yol
- Dünyanın ilk fault-tolerant prototype (FTP) sisteminin inşası:
- DARPA US2QC programının son aşaması kapsamında, birkaç yıl içinde ölçeklenebilir bir kuantum bilgisayar prototipini tamamlamayı hedefliyor
Yeni bir malzeme türünden yararlanma
- Microsoft, topoconductor adlı yenilikçi bir malzeme geliştirdi
- Bu malzeme, indium arsenide (yarı iletken) ile aluminum'ı (süperiletken) birleştirerek topolojik süperiletkenlik durumunu gerçekleştiriyor
- Sıcaklık aşırı düşük seviyelere indirildiğinde ve manyetik alan kontrol edildiğinde, nano telin uçlarında Majorana Zero Modes (MZMs) oluşturulabiliyor
- Eşleşmemiş elektronların dağılmış halde kuantum bilgiyi depolama özelliğinden yararlanılıyor
- Bu yapıda kuantum bilgisini okumak zordu, ancak quantum dot kullanılarak bu sorun çözüldü
- Quantum dot üzerinden yük miktarındaki değişim ölçülüyor ve yansıma oranındaki değişim gözlemlenerek nano telin çift/tek (= parity) durumu belirleniyor
- İlk ölçümlerde yaklaşık %1 hata oranı vardı ve bunu düşürmek için net bir yol olduğu görüldü
- Dış enerji etkilerinin (elektromanyetik dalgalar vb.) eşleri bozma ihtimali bulunsa da bunun milisaniye ölçeğinde nadiren gerçekleştiği doğrulandı
- Sonuç olarak bu özgün malzeme, kuantum bilgisinin korunması açısından avantaj sağlıyor ve bunu ölçmek için de kararlı bir yöntem kurulmuş durumda
Dijital hassasiyetle kuantum kontrolünde yenilik
- Ölçüm tabanlı işlem yaklaşımı benimsenerek mevcut analog kontrol bağımlılığını azaltan bir strateji izleniyor
- Geleneksel yöntemde her kübiti döndürmek için karmaşık ve son derece hassas sinyaller gerekiyor
- Buna karşılık Microsoft'un ölçüm tabanlı yaklaşımı, basit dijital darbeler ile kuantum durumunu okuyup işlem yapıyor
- Bu da kuantum hata düzeltme (QEC) sürecini sadeleştirerek çok sayıda kübitin aynı anda yönetilmesini önemli ölçüde kolaylaştırıyor
Fizikten mühendisliğe
- Microsoft, tek kübitli bir cihaz olan tetron temelinde ölçeklenebilir bir mimari sundu
- Tetron, birbirine paralel iki topolojik tel ve bunları bağlayan süperiletken bir yapıdan oluşuyor
- Her telin iki ucunda MZM bulunuyor; böylece dört MZM bir tetron oluşturuyor
- Araştırma ekibi, tetrondaki tek bir nano telin parity durumunu ölçtü ve farklı quantum dot'lar kullanarak süperpozisyon deneyleri de gerçekleştirdi
- Sonraki adım olarak 4×2 tetron dizisi kurularak çok kübitli ortam test edilecek ve nihayetinde kuantum hata düzeltmeye uzanan bir yol haritası izlenecek
- Topolojik kübitlerin doğuştan gelen koruma özellikleri ile Microsoft'un özel hata düzeltme kodu birleştiğinde, gereken fiziksel kübit sayısı ve çalışma saat frekansı büyük ölçüde optimize edilebiliyor
DARPA tarafından tanınan yaklaşım
- DARPA'nın Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC) programında Microsoft son aşamaya geçti
- Bu, Microsoft'un topolojik kübit tabanlı bir kuantum bilgisayar kurma planının güvenilir bulunduğu anlamına geliyor
- Son aşamada Microsoft, yalnızca birkaç yıl içinde fault-tolerant prototype (FTP) sistemini tamamlayarak pratik ölçekli kuantum hesaplamaya giden süreci hızlandırmayı planlıyor
- Bu prototip tamamlandığında, mevcut süper bilgisayarların çözmekte zorlandığı problemlerin kuantum yöntemlerle ele alınabildiği önemli bir dönüm noktası olacak
Kuantum hesaplamanın potansiyelini hayata geçirmek
- Microsoft'un 18 ay önce sunduğu kuantum süper bilgisayar yol haritasında şimdi ikinci kilometre taşına ulaşılmış durumda
- İlki, topolojik kübit için kavram kanıtıydı
- İkincisi ise gerçek bir cihazda topological qubit gerçekleştirilmiş olması
- Şirketin halihazırda tek çip üzerinde sekiz topolojik kübiti yerleştirdiği ve bu sistemin bir milyon kübite ölçeklenme potansiyeli taşıdığı belirtiliyor
- Büyük kuantum bilgisayarların, yeni malzemelerin tasarımı veya molekül simülasyonu gibi mevcut süper bilgisayarların çözmekte zorlandığı sorunları çözebileceği düşünülüyor
- Microsoft, DARPA ile iş birliği sayesinde pratik kuantum hesaplamayı hızlandıracağını ve gelecekteki gelişmeleri paylaşmayı sürdüreceğini belirtiyor
2 yorum
Mecazi açıklamada, belirli bir noktada kuantum olgusunu gözlemleyen mevcut yöntem yerine belirli bir hat üzerinde kuantum olgusunu gözlemledikleri için hatalara karşı direnç artıyor ve çeşitli açılardan daha kullanışlı hale geliyor gibi görünüyor.
Her hâlükârda, Science alanındaki bir problemi Engineering alanındaki bir probleme çekmiş durumdalar; bu yüzden geçmişte Intel'in her yıl performansı iki katına çıkarması gibi üstel performans artışı beklentisi mümkün olabilir diye düşünüyorum.
Elbette şu an kuantum bilgisayarların ENIAC çağında mı yoksa Intel 386 çağında mı olduğu henüz bilinmiyor.
Diğer haberlerde katı, sıvı ve gaz değil de dördüncü bir hâl olduğu söyleniyordu.... Ben fizik konusunda pek bilgili olmadığım için, bunu sadece yüzeysel olarak öyle kabul edip geçiyorum haha