Quantinuum adlı ABD ve İngiltere kökenli kuantum bilişim firması, 5 Kasım’da Helios isimli kuantum bilgisayarını ticari kullanıma sundu. Şirket sözcüleri, bu cihazı “teknolojinin sınırlarını zorlayan eşsiz bir eser” olarak tanımlıyor.
Helios, 98 fiziksel kübite dayalı gelişmiş bir kuantum işlem birimi (QPU) kullanıyor. Baryum iyonlarından meydana gelen kübitler, “bağlantılı iyon tuzağı (junction ion trap)” adı verilen özel bir yapı içinde yer alıyor. Bu yaklaşım, hata tespit ve onarım kapasitesini büyük ölçüde artırarak, rakip sistemlerden daha yüksek hassasiyet sağlıyor.
Helios ile ilgili bilinen özellikler şu şekilde:
Kuantum Hesaplama Mekanizması Nasıl İşliyor?
Geleneksel bilgisayarlar, veriyi “bit” adı verilen en temel birimlerle yönetiyor. Her bit, yalnızca 0 ya da 1 değerini taşıyabiliyor. Metinler, resimler ve ses dosyaları gibi tüm içerikler, bu 0 ve 1 dizilerinden oluşuyor.
Bitleri, elektrik akımını yöneten switch’ler gibi düşünebilirsiniz. “0” kapalı, “1” ise açık konumuna karşılık geliyor. Bilgisayarlar, bu switch’lerin belirli sıralamalarıyla verileri işliyor.
Kuantum bilgisayarlar ise “kübit” olarak adlandırılan kuantum bitlerini esas alıyor. Kuantum fiziğinin süperpozisyon prensibiyle kübitler, eş zamanlı olarak hem 0 hem de 1 halinde bulunabiliyor. Bu, elektriğin aynı anda hem açık hem kapalı olduğu bir senaryo yaratıyor. Süperpozisyon sayesinde kübitler, çoklu hesaplamaları paralel yürütüyor.
Kübitler dolanıklık kazandığında, bir kübitin değişimi diğerini anında etkiliyor. Bu özellik, kuantum bilgisayarların karmaşık verileri inanılmaz hızlarda analiz etmesini mümkün kılıyor.
Bu iki ilke bir araya geldiğinde, kuantum bilgisayarlar klasik cihazların üstesinden gelemediği problemleri çözebiliyor. Klasik sistemler görevleri adım adım işlerken, kuantum bilgisayarlar pek çok ihtimali aynı anda inceliyor. Bu işlem, bir kütüphanedeki tüm kitapları eş zamanlı taramaya benzetilebilir.
Helios’un Üstün Performansı Nasıldır?
Kuantum bilgisayar geliştirmek ve kararlı hale getirmek oldukça karmaşık bir süreç. Kübitler, çevresel etkenlere son derece hassas. Sıcaklık ya da titreşimdeki ufak varyasyonlar, kuantum durumlarının bozulmasına neden oluyor.
Kuantum sistemlerdeki rastgele fluctuations’lara “kuantum gürültüsü” adı veriliyor. Bu gürültü, ölçüm hassasiyetini azaltıyor ve hata seviyelerini artırarak hesaplamaları sınırlıyor.
Quantinuum’un paylaştığı bilgilere göre Helios, iki kübitli operasyonlarda yüzde 99,921 ve tek kübitli operasyonlarda yüzde 99,9975 doğruluk oranına ulaşıyor. Bu değerler, şimdiye dek açıklanan en üst düzey performanslar arasında bulunuyor.
Helios tarafından gerçekleştirilen bir hesaplama, klasik süper bilgisayarların yaklaşık 10 septilyon yılda bitirebileceği bir iş olarak nitelendiriliyor.
Helios’un baş tasarımcısı Anthony Ransford, “Bu hesaplamayı klasik yöntemlerle yapmak için evrendeki tüm yıldızların enerjisini tüketmek gerekirdi” şeklinde konuştu.
Quantinuum’un Hesaplamalı Tasarım ve Teori Direktörü David Hayes, Live Science’a verdiği röportajda şu ifadeleri kullandı: “Şu anda bu, gezegendeki en güçlü kuantum bilgisayarı” dedi:
“Bu konuda hiç mütevazı olamayacağım.”
Nvidia Çipleri Helios’ta Hangi Görevi Üstleniyor?
Helios’un kontrol mekanizması tamamen yenilendi. Klasik bilgisayarların işlemcisi gibi çalışan bir kontrol ünitesi mevcut. Bu ünite, Nvidia GPU çipleri sayesinde hataları gerçek zamanlı algılayıp düzeltiyor ve bulguları kuantum işlemciye aktarıyor.
Hayes, “Sistem artık yeterince hızlı yanıt veriyor; kübitler zarar görmeden sorunu yeniden düzenleyip çözebiliyor” diyor.
Quantinuum uzmanları, Helios ile eş zamanlı olarak Python tabanlı yeni bir programlama dili oluşturdu. “Guppy” isimli dil, ilerideki hata toleranslı kuantum platformlarla uyumlu olacak biçimde tasarlandı.
Gelecekteki Hedefler Nelerdir?
Quantinuum, Helios’u yalnızca bir adım olarak değerlendiriyor. Firma, Minnesota’daki tesisinde ikinci bir Helios sistemi kurmayı planlıyor.
Bunun yanı sıra 2027’de 192 kübitli “Sol” isimli dördüncü nesil bilgisayarı, 2029’da ise binlerce kübit barındıran “Apollo” sistemini piyasaya sürmeyi hedefliyor. Apollo, tam hatasız (fault-tolerant) ilk kuantum bilgisayar olarak tanıtılacak.
Quantinuum Başkan Yardımcısı Jennifer Strabley, “Helios, daha kapsamlı fiziksel sistemlere yönelik yol haritamızın önemli bir evresi” dedi.
Quantinuum’un öncü kuantum bilgisayarı, bilim dünyasında “dünyanın en güçlü kuantum bilgisayarı” unvanını alırken, klasik ve kuantum teknolojilerinin birleşimine dair umutları da yükseltti.
