IBM'in Kuantum İşlemcisi Süper Bilgisayarların 110 Yılda Çözeceği Görevi 19 Saniyede Tamamladı

IBM'in Nighthawk r2 işlemcisi, geleneksel bir süper bilgisayarın yaklaşık 110 yılını alacağı tahmin edilen karmaşık bir hesaplama görevini sadece 19 saniyede başarıyla tamamlayarak bir milyon örnek üretti. Bilim dünyasında geniş yankı uyandıran bu deneyin sonuçları, arXiv platformunda yayımlanan bir makalede paylaşıldı. ABD merkezli BlueQubit şirketinden fizikçi Tigran Sedrakyan liderliğindeki araştırmacılar, bu başarının uzmanlık gerektirmeyen ve geniş kitlelerce erişilebilen bir kuantum işlemcisinde elde edilen ilk rastgele devre örneklemesi avantajı olduğunu vurguladı.

Süper bilgisayarlar ile kuantum sistemleri arasındaki kuantum avantajı yarışı 2018 yılından bu yana devam ediyor. Bu rekabetteki temel amaç, klasik bilgisayarların işlem yapması son derece zor veya imkansız olan kuantum hesaplamalarını gerçekleştirebilmek. Araştırmacılar, bu doğrultuda rastgele devre örneklemesi (RCS) adı verilen yöntemin etkili bir çözüm olacağını belirtiyor. Kuantum devresi, klasik bilgisayarlardaki bit mantığına benzer şekilde kübitler üzerinde yürütülen işlemler dizisi olarak tanımlanıyor. RCS süreçlerinde rastgele yapılan seçimler giderek karmaşıklaşan kuantum durumları yaratırken, işlemci bu durumu ölçerek birler ve sıfırlardan oluşan örnekler dizisi üretiyor.

İlgili haber: Uganda'da Gazeteci Prens Tooro Kralı Oldu

Google, 2019 yılında 53 kübitlik Sycamore işlemcisiyle klasik süper bilgisayarların erişemeyeceği bir RCS deneyi yaptığını açıklamıştı. Sürecin ilerleyen aşamalarında klasik bilgisayar araştırmacıkları bu sonuçları taklit etmek için yeni yöntemler geliştirirken, kuantum araştırmacıları da sistemlerin kapasitesini artırmayı sürdürdü. Sedrakyan ve ekibi ise bu çalışmada özel bir prototip yerine, IBM'in bulut sistemi üzerinden erişilebilen 120 kübitlik süper iletken kuantum işlemcisi Nighthawk r2'yi tercih etti.

Deney kapsamında işlemciden 61 kübit seçilerek 40 döngüye varan rastgele devrelere tabi tutuldu. Herhangi bir özel kalibrasyon yapılmadan, sistemin standart bulut iş akışı kullanılarak operasyonlar gerçekleştirildi. Devrenin 918 iki kübitlik kapı barındırdığı 36 döngülük aşamada en ideal noktaya ulaşıldı ve Nighthawk r2 sadece 19 saniyede bir milyon örnek üretmeyi başardı.

Dünyanın en hızlı süper bilgisayarlarıyla kıyaslandığında bu görevin zorluğu daha net anlaşılıyor. Araştırmacılar, tensör ağı daraltma tekniğini kullanarak bir milyon örneği klasik bir bilgisayarda yeniden üretmenin yaklaşık 1,2 çarpı 10 üzeri 27 hesaplama gerektireceğini hesapladı. Saniyede bir kentilyondan fazla işlem yapabilen Frontier süper bilgisayarı baz alındığında, bu durum Nighthawk r2'nin başarısının yaklaşık 110 yıllık bir sürece denk geldiğini gösteriyor.

İlgili haber: New York Times yöneticisi kayınpederi ve kayınvalidesi tarafından öldürüldü

Uzmanlar, 110 yılın klasik bilgisayarlar için mutlak bir sınır olmadığını, yalnızca belirli bir simülasyon yöntemine dayalı bir tahmin olduğunu belirtiyor. Daha gelişmiş algoritmaların gelecekte klasik bilgisayarların iş yükünü azaltabileceği ifade edilse de, mevcut kıyaslamalar kuantum işlemcinin açık ara önde olduğunu kanıtlıyor. Genel bulut üzerinden erişilebilen ticari bir donanımla gerçekleştirilen bu deneyin verileri, bağımsız testler yapılabilmesi amacıyla kamuoyuyla paylaşıldı.