Geleneksel bilgi işlem cihazları, kuantum bilgisayarların gerçek dünya uygulamalarına sahip araçlara dönüştürülmesinde çok önemli bir rol oynayacak
Quantum Machines’ten Yonathan Cohen AQC25 konferansında konuşuyor
Kuantum bilgisayarları gerçekten kullanışlı hale getirecek hayati bir bileşen, geleneksel bilgisayarlar olabilir. Bu ay bir grup araştırmacıdan gelen mesaj, klasik bilgisayarların kuantum bilgisayarları kontrol etmek, hesaplamalarının sonuçlarını çözmek ve hatta gelecekte kuantum bilgisayarları üretmek için yeni teknikler geliştirmek için hayati önem taşıdığını açıklayan mesajdı.
Kuantum bilgisayarlar, son derece soğuk atomlar veya küçük süper iletken devreler biçiminde gelebilen kuantum nesneleri olan kübitlerden yapılmıştır. Bir kuantum bilgisayarın sahip olduğu kübit sayısı ne kadar fazlaysa, hesaplama açısından o kadar güçlü olur.
Ancak kübitler kırılgan olduğundan dikkatli bir şekilde kalibre edilmeli, izlenmeli ve kontrol edilmelidir. Aksi takdirde kuantum bilgisayarda yapılan hesaplamalarda hatalara yol açabilir veya bu cihazları verimsiz hale getirebilirler. Araştırmacılar, kübitleri kontrol etmek için, 14 Kasım’da Boston, Massachusetts’te düzenlenen AQC25 konferansında tartıştıkları klasik bilgi işlem teknolojilerine yöneliyor.
Birkaç farklı kübit türü için kontrolörler üreten Quantum Machines tarafından düzenlenen AQC25 konferansı, kuantum hesaplama profesörlerinden yapay zeka start-up CEO’larına kadar 150’den fazla araştırmacıyı bir araya getirdi. Birkaç düzine sunumda, geleneksel hesaplamanın, kuantum hesaplamanın geleceği için kolaylaştırıcı bir teknoloji ve bazen sınırlayıcı faktör olarak rolünü detaylandırdılar.
Nvidia’daki bilim adamlarından Shane Caldwell’e göre beklenti, yararlı problemler için hataya dayanıklı bir kuantum bilgisayarın ancak peta ölçeğinde (dünyanın en güçlü geleneksel süper bilgisayarlarının şu anda çalıştığı ölçek) klasik bir bilgi işlem altyapısı tarafından desteklenmesi durumunda mümkün olacağı yönünde. Nvidia kendi kuantum hesaplama donanımını üretmese de, firma yakın zamanda kuantum hesaplama işlemcilerini (QPU’lar) geleneksel GPU’lara (makine öğrenimi ve yüksek performanslı bilimsel hesaplamada yaygın olarak kullanılan özel bilgisayar bileşenleri) bağlamak için bir sistem başlattı.
Bir kuantum bilgisayarı verimli bir şekilde çalışırken bile çıktısı, kübitlerinin bir dizi kuantum özelliği biçiminde gelir. Kullanışlı hale gelmeleri için bunların kodunun daha geleneksel formatlara dönüştürülmesi gerekiyor; yine klasik bilgi işlem cihazları gerekiyor.
Vancouver merkezli start-up 1Qbit’ten Pooya Ronagh, bu kod çözme işleminden ve bunun, hataya dayanıklı kuantum bilgisayarların hızının, kontrolörler ve kod çözücüler gibi klasik bileşenlerinin çalışma hızına göre belirleneceği anlamına geldiğinden bahsetti. Başka bir deyişle, son derece uzmanlaşmış kuantum donanımından yapılmış pahalı bir makinenin, bir hesaplama problemini çözmek için birkaç gün veya birkaç saat çalışması gerekip gerekmediği, kuantum olmayan parçalarına bağlı olabilir.
Başka bir sunumda, Almanya’daki Walther-Meissner Düşük Sıcaklık Araştırma Enstitüsü’nden Benjamin Lienhard, geleneksel makine öğrenimi algoritmalarının kullanılmasının süper iletken kübitlerin kuantum durumlarının okunmasını nasıl daha verimli hale getirebileceğini tartıştı. Benzer şekilde, Wisconsin-Madison Üniversitesi’nden Mark Saffman, aşırı soğuk atomlardan yapılan kübitlerin okunmasını iyileştirmek için klasik sinir ağlarının kullanıldığını bildirdi. Araştırmacılar, üzerinde çalıştıkları kübitin türü ne olursa olsun, kuantum olmayan cihazların bu kübitlerin kullanışlı olmasına yardımcı olacağı konusunda hemfikir.
IBM’den Blake Johnson, ekibinin 2029 yılına kadar bir kuantum süper bilgisayarı oluşturma planlarının bir parçası olarak geliştirmekte olduğu klasik bilgi işlem kod çözücünün ayrıntılarını sundu. Bu süper bilgisayar, geleneksel olmayan bir hata düzeltme şeması kullanacak ve etkili kod çözme, en büyük zorluklardan biri.
Quantum Machines’ten Yonathan Cohen, “Zaman geçtikçe, QPU’lara ne kadar klasik (bilgi işlem) yaklaştırırsak, sistemin entegre performansını o kadar yeni sınırlara sıkıştırabildiğimizi görüyoruz” dedi.
Geleneksel bilgisayarların gelecekteki kuantum bilgisayarların davranışlarını ve bunların nasıl inşa edileceğini değerlendirmede bile rolü var. Örneğin, Quantum Elements adlı start-up’taki Izhar Medalsy, şirketin kuantum bilgisayarlarının yapay zeka destekli sanal versiyonlarının (ya da “dijital ikizlerinin”) gerçek donanım tasarımına bilgi sağlayabileceğini söyledi.
Konferansta 2025 Nobel Ödülü sahibi John Martinis’in liderliğini yaptığı Kuantum Ölçeklendirme İttifakı da temsil edildi. Kuantum ve klasikin birlikte çalışmasının önemini örneklendiriyor. İttifak, qubit geliştiricilerini, Hewlett Packard Enterprise gibi geleneksel bilgi işlem şirketlerini ve yazılım şirketi Synopsys gibi malzeme simülasyon uzmanlarını birbirine bağlıyor.
Konferansta varılan fikir birliği açıktı: Kuantum hesaplamanın geleceği hızla yaklaşıyor, ancak bu kısmen kariyerlerini klasik dünyada sıkı bir şekilde çalışarak geçirmiş uzmanlar sayesinde.
