Teknoloji dünyasında heyecan verici bir gelişme yaşandı. Bir İngiliz girişimi, günümüzdeki dijital elektronik cihazların neredeyse tamamında kullanılan transistör teknolojisiyle üretilen, dünyanın ilk silikon tabanlı kuantum bilgisayarını tanıttı. Bu devrim niteliğindeki bilgisayar, akıllı telefonlardan dizüstü bilgisayarlara ve dijital kameralara kadar birçok cihazda kullanılan tamamlayıcı metal-oksit-yarı iletken (CMOS) çip üretim sürecini temel alıyor.
CMOS teknolojisinin bu denli yaygın olmasının ardında, boşta durduğunda güç tüketmeyen çipler üretmesi yatıyor. Bu teknolojinin bir kuantum bilgisayarda kullanılması, gelecekte kuantum bilgisayarların daha geniş kitlelerce benimsenmesinin ve üretim süreçlerinin daha uygun maliyetli hale gelmesinin önünü açıyor.
Geliştirilen bu makinenin bir diğer dikkat çekici özelliği ise nispeten küçük boyutları. Cihaz, kuantum işlem birimi (QPU) ile kullanıcı arayüzünü ve yüksek seviyeli bir kuantum programını (algoritma) fiziksel kuantum donanımıyla (kübitler) yorumlayan özel yazılım katmanını içeren dilüent soğutucu ve entegre kontrol elektroniğiyle birlikte sadece üç adet 19 inç sunucu rafına sığabiliyor. Bu, kuantum bilgisayarların kurulum ve kullanımını daha pratik hale getiriyor.
Sistem, kübitlerin içsel açısal momentumu olan 'spin' bilgisini kodlayan ve bu sayede kuantum hesaplamaları gerçekleştiren spin kübitleri kullanıyor. Bu kübitler, bir kuantum işlem birimi (QPU) ile birleştirilerek eksiksiz bir kuantum bilgi işlem platformu sunuyor. QPU'nun 'tile' mimarisine dayanması, yani daha küçük, kendi içinde yeterli ve özelleşmiş birimlerden (tile veya chiplet) oluşan modüler bir tasarıma sahip olması, sistemin ölçeklenebilirliğini artırıyor. Bu sayede gelecekteki QPU'lar, milyonlarca kübite kadar genişletilebiliyor ve mevcut işlemcilerin kolayca değiştirilebilmesine olanak tanıyor.
Girişimin CEO'su, bu gelişmenin kuantum hesaplama için bir 'silikon anı' olduğunu belirterek, dünyanın en ölçeklenebilir teknolojisiyle sağlam ve işlevsel bir kuantum bilgisayar üretilebildiğini ve bunun seri üretime uygun olduğunu vurguladı. Bu sistemin, önümüzdeki on yıl içinde ticari olarak uygulanabilir kuantum bilgisayarlar sunma yolunda atılmış ilk adım olduğu belirtiliyor.
Halihazırda sistem, Birleşik Krallık Ulusal Kuantum Bilgisayar Merkezi'nde (NQCC) kullanılıyor. Bu merkez, farklı teknolojilerle prototip kuantum bilgisayarlar geliştirmek ve bunların uygulanabilirliğini test etmek amacıyla kurulan bir inisiyatif kapsamında faaliyet gösteriyor.
Bu bilgisayar, daha hataya dayanıklı kuantum sistemleri oluşturmak üzere yapılan araştırmalara dayanıyor. Yapılan çalışmalar, doğal silikondan üretilen ve yeni bilgisayarda kullanılanla aynı malzemeden yapılan kübit kapılarında yüzde 98 gibi dünya lideri bir doğruluk oranı elde edildiğini gösteriyor. Hataya dayanıklılık, kuantum bilgisayarlar için kritik öneme sahip çünkü kübitler oldukça hassas ve hataya eğilimli yapılar.
Süperpozisyon (bir kübitin aynı anda birden fazla durumda bulunabilmesi) ve dolanıklık (iki veya daha fazla kübitin birbirine bağlı olması ve uzak mesafelerde bile aynı durumu paylaşması) gibi kuantum hesaplamanın temelini oluşturan bu hassas durumlar, en ufak bir çevresel etkileşimle bile bozulabiliyor. Bu durum, kuantum bilgisayarların ölçeklenebilir ve güçlü hale gelmesindeki en büyük engellerden biri olarak görülüyor. Bu nedenle, kuantum hata düzeltme (QEC) üzerine yoğun araştırmalar yapılıyor.
Geliştirilen sistem, standart yarı iletken üretim süreçleri kullanılarak oluşturulan silikon spin kübitleri ve hata düzeltme araştırmalarını entegre ederek, kuantum üstünlüğü için gereken milyonlarca kübite ölçeklenebilecek hataya dayanıklı mimariler inşa etmeyi hedefliyor. Silikon üretiminin yaygınlığı, bu tür çiplerin daha ucuz, daha hızlı ve daha büyük ölçekte üretilmesine olanak tanıyarak diğer özel üretim süreçlerine göre önemli bir avantaj sağlıyor.
