Microsoft 20 yıllık kuantum çalışmalarında başarıya ulaştı mı?

Microsoft, kuantum bilgisayarın temel yapı taşlarını oluşturmak için maddenin yeni bir halini kullanmayı başardığını ve kuantum dünyasındaki pek çok kişinin çalışamaz olarak gördüğü fiziğin sınırlarında 20 yıllık bir mücadeleyi tamamladığını açıkladı. ABD'li teknoloji devi, bu gelişmenin 2030’a kadar pratik bir kuantum bilgisayar inşa etmesini ve nihayetinde bu alandaki diğerlerini geride bırakmasını sağlayacağına inandığını söyledi.

Rekabetin boyutu değişiyor

Bu iddia, ABD'nin en büyük teknoloji şirketlerinden bazılarının ilgisini çeken ve ABD ile Çin arasındaki teknoloji liderliği mücadelesinin merkezi haline gelen yeni bir gelişmiş bilgi işlem biçimi yaratma yarışına yeni bir boyut katıyor. Microsoft'un iddia ettiği buluş, katılar, sıvılar ve gazlardan farklı olarak maddenin dördüncü bir halini oluşturan bir parçacık türüne ilişkin yıllar süren araştırmaların ardından geldi. Majorana fermiyonları olarak bilinen bu parçacıkların varlığı ilk kez 1937 yılında teori olarak geliştirilmiş olsa da bilim insanları bunların gerçekten var olduğunu kanıtlamakta zorlandılar.

Microsoft başkanı Satya Nadella, sekiz yıl önce teknoloji üzerindeki çalışmalarının şirketi kuantum devriminin zirvesine taşıdığını söylemişti. Ancak şirketin bilim insanları 2022 yılına kadar parçacıkların neden olduğuna inandıkları etkileri bile kaydedemediler. ABD'li teknoloji grubu, pratik bir kuantum makinesi inşa etmenin önündeki en büyük engeli aşmak için en iyi yolu sunduklarına karar verdikten sonra bahsini teorik parçacıklara yatırdı. Geleneksel bir bilgisayardaki bitler birleri ya da sıfırları temsil ederken, kuantum bilgisayarlarda kullanılan kübitler aynı anda her ikisini ya da ikisi arasındaki herhangi bir durumu temsil edebiliyor.

Bununla birlikte, çoğu kübit türü kuantum durumlarını yalnızca saniyenin küçük kesirleri için tutar, bu da tuttukları herhangi bir bilginin hızla kaybolduğu anlamına gelir. Bunu telafi etmek nedeniyle tam işlevli kuantum bilgisayarlar, hataları düzeltmek için gereken yazılımı çalıştırmak amacıyla birçok ekstra kübite ihtiyaç duyacaktır. Buna karşılık, Microsoft'un Majorana parçacıklarını kullanarak yapmaya çalıştığı topolojik kübitler hataya karşı daha dayanıklı. Maryland Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Sankar Das Sarma, bilginin tüm kübit boyunca tutulduğunu, yani parçalar arızalandığında bile topolojik bir kübitin bir bütün olarak onu kullanışlı kılacak kadar bilgiyi muhafaza etmesi gerektiğini söyledi.

Microsoft'ta stratejik görevler ve teknolojilerden sorumlu başkan yardımcısı Jason Zander, bu daha yüksek kararlılığın, Microsoft'un tam olarak çalışan her bir kubit için hataları düzeltmek üzere yalnızca yaklaşık 100 ekstra kubite ihtiyaç duyacağı anlamına geldiğini söyledi. Bu kübitler başka maddelere dayanan makinelerde ihtiyaç duyulması beklenenin kabaca onda biri kadar. Das Sarma, çarşamba günü Nature dergisinde yayınlanan bir makale de dahil olmak üzere Microsoft tarafından yayınlanan en son verilerin, uygulanabilir topolojik kübitlerin yaratılmasına yönelik önemli bir atılımı temsil ettiğini söyledi. 

Uzun zamandır sorunlarla boğuşuyordu

Microsoft'un uzun süredir devam eden araştırmaları, parçacıkları üretebilecek ve kontrol edebilecek bileşenler üretme sorunlarıyla boğuşuyordu. Şirket, 2018 yılında parçacıkları gözlemlediğini iddia eden bir dizi üniversite ile ortak bir araştırma yayınladı ancak daha sonra verilerdeki tutarsızlıkları kabul etti ve makaleyi geri çekti. Son duyurudan önce konuşan kuantum bilişime uzun süredir yatırım yapan bir kişi, bu iddialı araştırmayı, oda sıcaklığında nükleer reaksiyon üretme çabası olan ve bilimsel aşırı vaatler için bir atasözü haline gelen soğuk füzyon arayışıyla karşılaştırdı.

Aynı zamanda Microsoft’un bu duyurusu Nvidia CEO'su Jensen Huang'ın kullanışlı kuantum bilgisayarların 20 yıl uzakta olduğu tahmininde bulunmasından sadece haftalar sonra geldi. ABD'nin bu iddialı teknolojiye olan resmi ilgisinin bir işareti olarak, ABD Savunma Bakanlığı'nın ileri teknolojiler geliştirmekle görevli kurumu Darpa, bu ay büyük ölçekli bir kuantum bilgisayarı inşa edebileceğini göstermesi için Microsoft'u seçti.

İlk işlemci hazır

Darpa tarafından seçilen diğer tek şirket olan ABD'li start-up PsiQuantum fotonlara dayalı kübitler kullanıyor ve geçen yıl Avustralya'da tam ölçekli bir kuantum sistemi kurmak için 620 milyon dolarlık bir proje açıkladı. Majorana parçacıklarına hakim olma iddialarını destekleyen en son araştırma ve verilerle birlikte Microsoft, teknolojiyi kullanan ilk işlemciyi inşa ettiğini söyledi. Majorana 1 olarak adlandırılan çip sekiz topolojik kubite dayanıyor. Şirket, her bir bileşenin küçük boyutunun, sonunda her bir çipte 1 milyon kübite kadar sıkıştırılabileceği ve tam ölçekli bir kuantum bilgisayar yaratılabileceği anlamına geldiğini söyledi.