Google’dan Bir Milyon Kat Daha Hızlı Çalışıyor.

Çin’in Yeni Kuantum Makinesi, Google’dan Bir Milyon Kat Daha Hızlı Çalışıyor.

Zuchongzhi-3 çipinin şematik diyagramı. 105 kübit ve 182 bağlayıcı, kuantum rastgele devre örnekleme görevlerini gerçekleştirmek için aynı çip üzerinde entegre edilmiştir.

Yeni bir kuantum hesaplama atılımı, teknoloji dünyasında şok etkisi yarattı. USTC’deki araştırmacılar, hesaplamaları en güçlü süper bilgisayarları bile geride bırakan bir hızda işleyen 105 kübitlik Zuchongzhi-3’ü tanıttı. Bu gelişme, kuantum üstünlüğü arayışında bir başka sıçramayı temsil ediyor. Ekip, Google’ın en son sonuçlarını bile kat kat aşan bir hesaplama gücü sergiledi.

Zuchongzhi-3 ile Kuantum Hesaplamada Çığır Açan Gelişme

Çin Bilimler Akademisi’ne bağlı Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (USTC) ve iş ortaklarından oluşan bir araştırma ekibi, 105 kübit ve 182 bağlayıcıya sahip süper iletken kuantum hesaplama prototipi Zuchongzhi-3’ü kullanarak rastgele kuantum devre örneklemesinde önemli bir ilerleme kaydetti.

Zuchongzhi-3, inanılmaz bir hızla çalışarak hesaplamaları günümüzdeki en güçlü süper bilgisayardan 10^15 kat daha hızlı ve Google’ın en son yayınlanan kuantum hesaplama sonuçlarından bir milyon kat daha hızlı gerçekleştiriyor. Bu başarı, selefi Zuchongzhi-2’nin başarısının üzerine inşa edilerek kuantum hesaplamada büyük bir atılımı işaret ediyor.
Jianwei Pan, Xiaobo Zhu, Chengzhi Peng ve Çin ile yurtdışından diğer araştırmacıların öncülük ettiği çalışma, Physical Review Letters dergisinin kapak makalesi olarak yayımlandı.

Kuantum Üstünlüğüne Giden Yol

Kuantum üstünlüğü, bir kuantum bilgisayarının klasik bilgisayarların ulaşamayacağı görevleri gerçekleştirme yeteneği olarak tanımlanıyor ve bu alanda kilit bir hedef olmuştur. 2019 yılında Google’ın 53 kübitlik Sycamore işlemcisi, rastgele devre örnekleme görevini 200 saniyede tamamladı. Bu görevin, o dönemdeki en hızlı süper bilgisayarda 10.000 yıl süreceği tahmin ediliyordu.

Ancak 2023 yılında USTC araştırmacıları, aynı görevi 1.400’den fazla A100 GPU kullanarak 14 saniyede tamamlayabilen daha gelişmiş klasik algoritmalar geliştirdi. Frontier süper bilgisayarının genişletilmiş belleğiyle bu görev artık sadece 1,6 saniyede gerçekleştirilebiliyor. Bu durum, Google’ın daha önceki kuantum üstünlüğü iddiasını etkili bir şekilde sorguluyor.

Sınırları Zorlamak: Jiuzhang ve Zuchongzhi Dönüm Noktaları

Ardından, USTC’deki aynı ekip, 2020 yılında Jiuzhang fotonik kuantum hesaplama prototipi ile ilk kesin olarak kanıtlanmış kuantum üstünlüğünü elde etti. Bunu, 2021 yılında Zuchongzhi-2 işlemcisi kullanılarak gerçekleştirilen süper iletken bir gösterim izledi.

2023 yılında ekip, 255 fotonlu Jiuzhang-3’ün geliştirilmesiyle klasik süper bilgisayarları 10^16 kat aşan bir kuantum üstünlüğü sergiledi. Ekim 2024’te ise Google’ın 67 kübitlik süper iletken kuantum işlemcisi Sycamore, klasik süper bilgisayarları dokuz kat aşarak kuantum üstünlüğünü gösterdi.

Zuchongzhi-3: Kuantum Performansta Bir Sıçrama

66 kübitlik Zuchongzhi-2’nin üzerine inşa eden USTC araştırma ekibi, kilit performans metriklerini önemli ölçüde geliştirerek 105 kübit ve 182 bağlayıcıya sahip Zuchongzhi-3’ü geliştirdi. Kuantum işlemci, 72 μs’lik bir tutarlılık süresi, %99,90 eşzamanlı tek kübit kapı doğruluğu, %99,62 eşzamanlı iki kübit kapı doğruluğu ve %99,13 eşzamanlı okuma doğruluğu elde etti. Uzatılmış tutarlılık süresi, daha karmaşık işlemler ve hesaplamalar için gereken süreyi sağlıyor.

Ekibin sistem üzerinde gerçekleştirdiği 83 kübitlik, 32 katmanlı rastgele devre örnekleme görevi, dünyanın en güçlü süper bilgisayarını 15 kat ve Google’ın en son kuantum hesaplama sonuçlarını altı kat aşan bir hesaplama hızı gösterdi. Bu, bugüne kadar bir süper iletken sistemde elde edilen en güçlü kuantum hesaplama avantajını ortaya koyuyor.

Kuantum Araştırmalarının Geleceğini Genişletmek

Zuchongzhi-3 ile en güçlü “kuantum hesaplama avantajı”nın elde edilmesinin ardından ekip, kuantum hata düzeltme, kuantum dolanıklığı, kuantum simülasyonu ve kuantum kimyası alanlarındaki araştırmaları aktif bir şekilde ilerletiyor. Araştırmacılar, 2D ızgara kübit mimarisini uygulayarak kübit bağlantısını ve veri transfer hızını iyileştirdi.
Bu mimariyi kullanarak yüzey kodunu entegre eden ekip, şu anda mesafe-7 yüzey kodu ile kuantum hata düzeltme geliştiriyor ve bunu mesafe 9 ve 11’e genişletmeyi planlıyor. Bu çabalar, büyük ölçekli kuantum bit entegrasyonu ve manipülasyonunu mümkün kılmayı hedefliyor.

Kaynak: USTC
Haber Veriyoruz