Kuantum bilgisayarların geleceğine dair heyecan verici gelişmeler yaşanıyor. Kısa bir süre önce, Amazon'un iş ortağı QuEra ile birlikte 2028 yılına kadar kullanışlı bir kuantum bilgisayar sunacağı duyurulmuştu. Bu sistem, günümüzdeki teknolojilere kıyasla dikkat çekici sayılar vadediyordu: 10.000'den fazla bireysel kübit ve hata oranının o kadar düşük olması ki, sistem yüzlerce hatası düzeltilmiş mantıksal kübiti destekleyebilecekti. Ancak QuEra'nın mevcut 260 kübitlik, nispeten hatalı donanımından bu noktaya ulaşması gerekiyordu.
Bu hedefe nasıl ulaşılacağına dair detaylar geçtiğimiz Çarşamba günü QuEra'nın yol haritasını açıklamasıyla netleşti. Ancak duyuru, mevcut durum ile gelecek arasındaki uçurumu daha da belirginleştirdi: Kullanışlı makineye kadar herhangi bir yeni donanım sürümü olmayacak ve QuEra bir yıl sonra daha da güçlü bir makine sunmayı vaat ediyor.
QuEra'dan yapılan açıklamada, şirketin artık 'gürültülü orta ölçekli kuantum (NISQ)' sistemleri satmama yönünde stratejik bir karar aldığı belirtildi. Daha önce satışa sunulan iki sistemin benzer yeteneklere sahip olduğu, yaklaşık 250 donanım kübiti ve belirgin bir hata oranı ile hata düzeltme kodlarını test etmeye yetecek düzeyde olduğu, ancak mantıksal kübitlerin uygulamalarda kullanımı için yeterli olmadığı ifade edildi.
Amazon için inşa edilmesi planlanan yeni makine ise bambaşka bir yapıya sahip olacak. 10.000'den fazla fiziksel kübite sahip olacak bu sistemde, QuEra 256 adet hatası düzeltilmiş mantıksal kübit oluşturmayı hedefliyor. Hata düzeltmesi aktif olduğunda, bu kübitlerin %99.9999 oranında hatasız işlem gerçekleştireceği ve şirketin bu sayede milyonlarca işlemin başarıyla tamamlanabileceğini öngörüyor. Daha da ötesi, 2029 yılına kadar QuEra, iki kat daha fazla donanım kübitiyle ve 1.000'den fazla mantıksal kübiti destekleyebilen bir ardıl makine vaat ediyor. Hata direnci ise %99.9999999'a yükselecek.
QuEra'nın makineleri, lazerlerle bir ızgarada tutulan nötr atomları kullanarak çalışıyor. Bu nedenle kübit sayısını artırmak büyük ölçüde lazer kapasitesini yükseltmekle ilgili. QuEra'yı kuran ve fikri mülkiyet lisanslayan iki akademik laboratuvar, daha önce 3.000 kübitlik bir sistemin prototipini başarıyla sergiledi. Ölçeklendirme zorluk arz etse de, bunun için açık bir yol mevcut. Laboratuvarlar ayrıca, operasyonlar sırasında kaybedilen atomları değiştirme yeteneğini de gösterdi; bu da makinelerin çalışır durumda kalması için kritik öneme sahip.
QuEra'nın karşı karşıya olduğu en büyük zorluk, bu gelecek makinelerin donanım kübitlerinin hata oranlarını önemli ölçüde düşürmeyi gerektirmesi. Kaba bir yaklaşımla, mantıksal kübitlerin hata oranları, mantıksal kübitleri oluşturmak için kaç adet donanım kübiti kullanıldığı ve donanım kübitlerinin hata oranı gibi faktörlerin bir kombinasyonuna bağlıdır. Donanım hata oranını düşürürseniz, daha az donanım kübitiyle oluşturulan bir mantıksal kübitten benzer hata düzeltme performansı elde edebilirsiniz. (Daha verimli hata düzeltme şemalarının bazıları daha az donanım kübiti kullanır, ancak bu sınırın nereye kadar itilebileceğinin de limitleri vardır.)
QuEra'nın 2028 makinesinde, her mantıksal kübit için 40 donanım kübiti gerektiren bir hata düzeltme kodu kullanılacak. Bir yıl sonra, mantıksal kübit başına donanım kübiti sayısını 20'ye indirmeyi hedefliyorlar. Bu sayıya inmek, aynı performans seviyesini korumak için donanım hata oranının düşmesini gerektirecektir. Ancak QuEra aynı zamanda önemli ölçüde daha iyi bir performans vaat ediyor, bu da donanım hata oranının daha da düşmesi gerektiği anlamına geliyor.
Bu tür bir düşüşün nereden geleceği belirsizliğini koruyor, özellikle de yalnızca bir yıl içinde başarılması beklendiği düşünülürse. QuEra'ya kalan en büyük zorluklar sorulduğunda, hata oranı spesifik olarak belirtilmedi. Açıklamada, buluttaki bir üretim sistemine kadar olan zorlukların çoğunun kuantum değil, kontrol elektroniği, gerçek zamanlı kuantum hata düzeltme ve kullanıcılara sistemin gücünden kolayca yararlanma olanağı sağlayan derleyiciler gibi klasik zorluklar olduğu ifade edildi.
Şirket, donanımının mevcut hata oranlarını (ki bunlar oldukça iyi olsa da, şu anda hedefler için yeterli değil) listelemiş olsa da, planlanan hedeflere ulaşmak için gerekecek performans seviyesini belirtmiyor. Bu duyuru potansiyel olarak heyecan verici olsa da, QuEra'nın planlarına ne kadar ciddiyetle yaklaşılması gerektiğini değerlendirmek zorlaşıyor.
