#

Kuantum Üstünlüğü

Bilim Dalları
Etiketler

Google’ın geçtiğimiz günlerde yaptığı açıklamaya göre ilk kez bir kuantum bilgisayarı, sıradan bilgisayarların, en azından makul bir süre içerisinde, çözemeyeceği bir problemi oldukça  kısa süre içerisinde çözdü. “Kuantum üstünlüğü” adı verilen bu dönüm noktası gerçek hayatta kullanılabilecek kuantum bilgisayarlarının geliştirilmesi yolculuğunda önemli bir adım olarak görülüyor.

Google için çalışan John Martinis ve ekibi 20 yıl önce tek bir süper iletken kübit (normal bilgisayarlardaki bitlerin kuantum karşılığı) ile başladıkları çalışmaları en son Sycamore bilgisayarlarında 54 kübitlik (deneyde 53 tanesi çalıştı) algoritma ile belirli işlemler için normal bilgisayarlardan hızlı hale getirmeyi başardılar.

Burada bahsettiğimiz “belirli işlemler” önemli; çünkü Google’ın gerçekleştirdiği deneyde seçilen işlem gerçekte çok faydalı olmadığı gibi, kuantum bilgisayarların güçlü yanlarına oynayan ve kuantum olmayan veya “klasik” bir bilgisayar için zor olmak üzere tasarlanmış bir görevdi.

Sycamore’u kullanarak Google araştırmacıları rastgele devre örneklemesi (random circuit sampling) adı verilen bir dizi işlemi gerçekleştirdiler. Bu basitçe, kübitler üzerinde birtakım rastgele işlemler gerçekleştirip ardından kübitlerin değerlerini ölçmek ve bu işlemi defalarca yapıp bir sayı dağılımı elde etmek olarak özetlenebilir. Bu sayı dağılımının, kuantum etkileri sebebiyle tamamen rastgele olmaması klasik bilgisayarlar tarafından hesaplanmasını çok zor kılıyor. Ekip, Sycamore’un örnekleme işlemini milyonlarca kez tekrarlaması 200 saniye sürmesine karşın, modern bir süper bilgisayarın, aynı işi yapmak için 10.000 yıl çalışması gerektiğini hesaplamış. Ancak, 21 Ekim’de, Google’daki bilim insanları resmi açıklamalarını yapmalarından önce bile, IBM’den araştırmacılar bu hesaplamalara meydan okuyordu. IBM araştırmacıları, arXiv.org’da yayımlanan bildirilerinde, Google’ın 10.000 yıl alacağını söylediği hesaplamanın klasik bir bilgisayarda doğru teknik ayarlarla 2,5 gün içerisinde yerine getirilebileceğini söylediler. Yine de bunu yapmak için dünyanın en güçlü süper bilgisayarının gerektiğini de eklediler.

Buna cevap olarak, 23 Ekim’deki açıklamasında Martinis: “Sonuçta bu deney dünyanın şu anki en güçlü kuantum bilgisayarını geliştirmek ve işlerin oldukça yolunda gittiğini göstermek için yapıldı” dedi.

Fizikçiler kuantum bilgisayarların kontrolünde ustalaşınca, makineler kimyasal reaksiyonların altında yatan fiziği incelemek ya da çevrimiçi iletişimi güvence altına almak için kullanılan şifreleme tekniklerini kırmak gibi yararlı sorunlara yardımcı olmak için ölçeklendirilebilirler. Ancak bu gelişmeler henüz uzak bir gelecekte görünüyor; kuantum üstünlüğü ise bu yönde önemli bir adım.

REFERENCES

  • 1. https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191023133358.htm
  • 2. https://www.sciencenews.org/article/google-quantum-computer-supremacy-claim