Elmasla çalışan 128 qubitlik kuantum bilgisayar siparişe açıldı: Olağan prize takılıyor

0

BEĞENDİM

ABONE OL

News

Almanya merkezli SAXON Q, kriyojenik soğutma sistemine gereksinim duymadan oda sıcaklığında çalışan yeni kuantum bilgisayarı SXQ128’i siparişe açtı. Sentetik elmas içindeki atomik kusurları qubit olarak kullanan sistem, standart bir sunucu rafına yerleşiyor ve direkt olağan elektrik prizinden çalışabiliyor. 128 qubitlik SXQ128’in yanı sıra 512 qubitlik SXQ512 modeli de şirketin eser programına girdi.

Günümüzde kullanılan birçok kuantum bilgisayar mimarisi, qubitlerin kararlı biçimde çalışabilmesi için mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara inen büyük kriyojenik sistemlere muhtaçlık duyuyor.

SAXON Q’nun geliştirdiği sistemde ise sıvı helyum, seyreltme buzdolabı, vakum sistemi yahut özel soğutma altyapısı bulunmuyor. SXQ serisi 18 ila 27 santigrat derece arasındaki standart ortam sıcaklıklarında çalışıyor ve 230 V elektrik prizine bağlanabiliyor.

Sistemin temelinde sentetik elmas içerisinde oluşturulan nitrogen-vacancy, yani NV merkezleri bulunuyor. Elmasın kristal kafesinde olağanda karbon atomunun bulunması gereken bir noktaya azot atomu yerleştiriliyor ve çabucak yanında boş bırakılan bir atom pozisyonu oluşturuluyor.

Ortaya çıkan bu atomik yapı kuantum biti olarak kullanılabiliyor. Elektronların spin durumları lazerlerle hazırlanıyor, mikrodalga darbeleriyle denetim ediliyor ve klasik bitlerdeki 0 ile 1 durumlarının yanında kuantum süperpozisyon durumlarında süreç yapılabiliyor.

NV merkezleri yeni bir teknoloji değil fakat bu yapıyla çalışan sistemlerin qubit sayısını yükseltmek uzun müddettir değerli mühendislik meselelerinden biriydi.

SAXON Q, üretim sırasında azotla birlikte sülfür atomları da yerleştirerek bu probleme farklı bir üretim yolu uyguladı. Sülfür, NV merkezlerinin negatif yüklü durumda tutulmasına yardımcı oluyor ve kullanılabilir qubitlerin daha yüksek randımanla oluşturulmasına müsaade veriyor.

Geleneksel NV merkezi üretim prosedürlerinde implante edilen atomların fonksiyonel kuantum bitlerine dönüşme oranı yüzde 1 ila yüzde 10 düzeylerinde kalabiliyor.

SAXON Q’nun sülfür eş implantasyonu kullanılan metodunda bu oran yüzde 85’in üzerine çıktı. Şirket tıpkı vakitte qubitleri elmas içerisinde nanometre hassasiyetinde konumlandırabiliyor.

SXQ sistemlerindeki qubitler için yanılgı düzeltme uygulanmadan evvel yüzde 99,92’ye kadar süreç sadakati açıklandı. Bu oran 1.000 süreçte birden az yanlışa karşılık geliyor.

22 Temmuz’da gerçekleştirilen daha şimdiki tek qubit ölçümlerinde ise yüzde 99,98 düzeyine ulaşıldığı bildirildi. Yüzde 99,98’lik son ölçüm şimdi bağımsız olarak doğrulanmış değil.

Yeni kuşak sistemler çok çekirdekli bir mimari kullanıyor. SXQ128’de çekirdek başına büsbütün dolaşık sekiz qubit bulunurken SXQ512’de bu sayı 16’ya çıkıyor. Birden fazla kuantum süreç çekirdeği tıpkı sistem içerisinde paralel biçimde çalıştırılabiliyor.

Donanım modüler olarak tasarlandığı için SXQ128 kullanan sistemler daha sonra elmas çipin değiştirilmesi yahut yeni çekirdeklerin eklenmesiyle genişletilebiliyor.

128 qubitlik SXQ128; varyasyonel kuantum algoritmaları, kuantum kimyası simülasyonları ve kuantum genlik iddiası üzere iş yüklerini çalıştırabiliyor.

512 qubitlik SXQ512 tıpkı mimariyi daha fazla NV merkezi modülü ve çekirdek başına daha yüksek kuantum kapasitesiyle genişletiyor. Kuantum evrişimli sinir ağları, kimya simülasyonları ve gereç araştırmaları da sistem için açıklanan kullanım alanları arasında bulunuyor.

Sistem ağa bağlanarak uzaktan kuantum kodu çalıştırmayı da destekliyor. Çok kullanıcılı, çok misyonlu ve çok çekirdekli çalışma yapısı sayesinde donanıma lokal olarak erişilebildiği üzere ağ üzerinden de süreç gönderilebiliyor.

SAXON Q’nun daha evvel ürettiği kuantum bilgisayarları Alman Havacılık ve Uzay Merkezi DLR ile Fraunhofer IWU’da etkin olarak kullanılıyor. Araştırmacılar bu sistemlere direkt tesis içinde yahut bulut API’si üzerinden erişebiliyor.

Kriyojenik altyapının kaldırılması bilhassa kuantum donanımının data merkezlerinin dışına taşınması için değerli bir donanımsal fark yaratıyor. SAXON Q; robotik sistemler, arabalar, havacılık uygulamaları ve uç yapay zekâ sistemlerini ilerleyen periyottaki kullanım alanları arasında gösteriyor.

Bulut üzerinden uzaktaki bir kuantum bilgisayara data gönderilmesi yerine donanımın sürecin gerçekleştirildiği yerde bulunması, ağ gecikmesinin kritik olduğu uygulamalarda kullanılabilecek bir yapı sunuyor.

Bununla birlikte elmas tabanlı NV mimarisinin ölçeklenmesinde çözülmesi gereken problemler devam ediyor. Mevcut çekirdeklerde sekiz yahut 16 qubit bulunuyor.

Çok daha büyük kuantum sistemlerinin oluşturulabilmesi için tek bir diziye yüzlerce yahut binlerce qubit yerleştirilmesi, qubitler arasındaki etkileşimin denetim edilmesi ve okuma sistemlerinin de tıpkı ölçekte geliştirilmesi gerekiyor. Süperiletken qubit kullanan kuantum bilgisayarlar da mevcut araştırmalarda çoklukla NV tabanlı sistemlerden daha yüksek süreç suratlarına ulaşabiliyor.

SAXON Q’nun yol haritasında 10.000 qubit ve üzerindeki sistemler de bulunuyor. Şirket 2030 sonrasında 10.000’den fazla qubit barındıran tek çipli ve gömülü kullanıma uygun bir kuantum işlemci geliştirmeyi planlıyor. Kusur düzeltme ve mantıksal qubit mimarileri de bu geliştirme programının kesimi.

SXQ128 şu anda sipariş edilebiliyor ve siparişten sonra üç ay içerisinde teslimat yapılabiliyor. 512 qubitlik SXQ512 için de sipariş kabul ediliyor fakat teslimatlar 2027’nin ikinci çeyreğinde başlayacak. Sistemler müşterinin gereksinimlerine nazaran özel olarak yapılandırıldığı için sabit bir satış fiyatı açıklanmadı.