EON𝑝𝑒𝑑𝑖𝑎

Başlangıçtan bugüne.

Sycamore çipi, mutlak sıfırın yüzde biri kadar soğutulan bir seyreltme dolabının dibine asılır. Görseldeki birkaç santimetrelik metal parça, 200 saniyede klasik süper bilgisayarın binlerce yılda yapacağı bir hesaplamayı tamamladı — kuantum çağının ilk somut işaretlerinden biri.CC BY-SA 4.0

23 Ekim 2019 · Google Quantum AI Laboratuvarı, Santa Barbara, Kaliforniya

Google Sycamore ve 'kuantum üstünlüğü' iddiası

Paylaş

Google'ın 53 kübitlik Sycamore işlemcisi, klasik bir süper bilgisayarın binlerce yılda yapabileceği özel bir hesaplamayı 200 saniyede tamamladığını ilan etti — kuantum hesaplamanın klasik bilgisayarları geride bırakabildiğine dair ilk somut iddia.

23 Ekim 2019'da Nature dergisinde 'Quantum supremacy using a programmable superconducting processor' başlıklı makale yayımlandı. Google'ın Santa Barbara laboratuvarında geliştirilen Sycamore adlı işlemci, mutlak sıfırın yüzde biri kadar soğutulmuş 53 süper iletken kübit barındırıyordu. Görev kasıtlı olarak dar tutulmuştu: rastgele kuantum devrelerinin örneklemesi — pratik bir kullanımı olmayan, ama kuantum mekaniğin tüm üst üste binme ve dolanıklık özelliklerini sonuna kadar kullanan bir problem. Sycamore bunu 200 saniyede tamamladı. Google'ın hesabına göre dünyanın en güçlü klasik süper bilgisayarı (Oak Ridge'deki Summit) aynı problemi 10.000 yılda çözebilirdi.

Kavram, 2012'de Caltech'li John Preskill tarafından adlandırılmıştı: 'kuantum üstünlüğü' (quantum supremacy), kuantum bir cihazın herhangi bir görevde — kullanışlı olsun olmasın — klasik bilgisayarların erişim sınırını aştığı an. Sycamore'un başarısı pratik bir uygulama değil, bir prensip kanıtıydı: kuantum işlemcilerin teorik ön kabulü deneysel olarak gösterildi. Buna karşılık IBM bir hafta içinde itiraz etti: kendi süper bilgisayarlarının daha verimli bir bellek mimarisiyle aynı problemi 2,5 günde çözebileceğini hesapladı. 'Üstünlük' iddiasının ucu açık kaldı; toplulukta 'kuantum avantajı' (quantum advantage) gibi daha dikkatli terimler tercih edilmeye başlandı.

Ama yönsel değişim açıktı. 2020'den itibaren yarış hızlandı: IBM 2021'de 127 kübitlik Eagle'ı, 2022'de 433 kübitlik Osprey'i, 2023'te 1.121 kübitlik Condor'u sundu. Çinli grup USTC, 2020'de fotonik bir sistem (Jiuzhang) ile Gaussian boson sampling probleminde bağımsız bir üstünlük iddiasında bulundu. IonQ ve Quantinuum, iyon-tuzağı tabanlı farklı bir donanım rotasında ilerledi. Microsoft topolojik kübitleri, AWS hibrit bulut hizmetlerini, kanadalı Xanadu fotonik kübitleri tanıttı. 2010'lara kadar 'olur mu, olmaz mı' tartışılan kuantum bilgisayar, 2020'lerin orta donanım yarışına dönüştü.

Pratik kullanım hâlâ uzak. Bir kuantum işlemcinin gerçek bir problem (kimya simülasyonu, kriptografi, optimizasyon) için klasik bilgisayarları geçmesi için 'hata düzeltmeli mantıksal kübitler' gerekiyor; bunun için milyon düzeyinde fiziksel kübit lazım. Yine de Sycamore, neredeyse bir asırdır laboratuvarda var olan kuantum mekaniğin bir bilgisayar bilimi diline çevrildiği ilk büyük somut adımdı. RSA şifrelemesinin temelini sarsabilecek Shor algoritmasından, ilaç tasarımındaki moleküler simülasyona — gelecek nesil hesaplamanın yön levhası 23 Ekim 2019'da dikildi.

Galeri

Konum

Google Quantum AI Laboratuvarı, Santa Barbara, Kaliforniya · OpenStreetMap →

Kaynaklar