Çinli Araştırmacılar Optik Devre Sürücülü Kuantum Süper Bilgisayar Oluşturdu

Çin’deki çeşitli araştırma enstitülerindeki bir araştırma ekibi yakın zamanda bir fotonik kuantum bilgisayarıyla kuantum üstünlüğü gösterdi. Science dergisinde yayınlanan bir makale, kuantum bilgisayarını “Jiuzhang” olarak tanımlıyor.

LiveScience’in raporuna göre, principalmente Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından tasarlanan kuantum bilgisayarının, 2019’da Google (GOOGL ) tarafından tasarlanan kuantum bilgisayarından önemli ölçüde daha güçlü olduğu bildiriliyor. 2019’da Google, ilk olarak “kuantum üstünlüğü”ne ulaşan bilgisayarı tasarladığını iddia etti. “Kuantum üstünlüğü”, kuantum tabanlı bilgisayarların mevcut geleneksel süper bilgisayarları geride bırakmasını ifade ediyor. Jiuzhang’in, Google tarafından tasarlanan kuantum bilgisayarından yaklaşık 10 milyar kat daha hızlı olduğu bildiriliyor.

Son birkaç yılda Çin, kuantum hesaplama alanında büyük yatırımlar yaptı ve Ulusal Kuantum Bilgi Bilimleri Laboratuvarı’ndaki araştırmaları yaklaşık 10 milyar dolarlık bir bütçeyle destekledi. Ayrıca, Çin şu anda kuantum ağının dünya liderlerinden biri. Kuantum ağları, veri iletimi sırasında verilerin kuantum mekaniği ile kodlanmasını sağlıyor.

Kuantum bilgisayarlar, daha iyi performans elde etmek için kuantum parçacıklarının benzersiz özelliklerinden yararlanıyor. Klasik bilgisayarlar yalnızca iki farklı durumda bulunan veri işleyebilir. Binary sistem, veri temsil etmek için 0’lar ve 1’ler kullanıyor ve kuantum bitlerine (qubit) kıyasla sınırlıdır. Qubit’ler aynı anda birden fazla durumda bulunabilme özelliğine sahiptir. Bu özellik, kuantum bilgisayarların daha karmaşık sorunları ele almasına ve görevleri çok daha hızlı bir şekilde işleme kapasitesi sağlar.

Uzun süredir teorize edildiği gibi, kuantum bilgisayarların modern bilgisayarları önemli ölçüde geride bırakabileceği düşünülüyor, ancak güvenilir bir kuantum bilgisayarının üretimi hala devam eden bir mühendislik challenge. Kuantum bilgisayarlar genellikle sıcaklık veya diğer çevresel değişkenlerdeki dalgalanmaları önlemek için kontrol edilen ortamlarda bulunmalıdır. Dünya çapındaki araştırma grupları, kuantum bilgisayarları oluşturmak için farklı yöntemler denedi. Google’ın kazandığı kuantum bilgisayarının süper iletken malzemelerle entegre edilmiş çipler kullanırken, Jiuzhang optik devreleri kullanıyor.

Jiuzhang’i test etmek için araştırma ekibi, bir devrenin ışığı kullanarak bir sayı listesi üretmesini hesapladı. Bu işlem, Gaussian Boson Sampling olarak biliniyor. Hedef, mümkün olduğunca fazla fotonu tespit etmekti. Jiuzhang itself bir optik devre ve ortalama 43 foton tespit etti, 76 fotonla rekor kırdı.

Science’da yayınlanan makaleye göre, her deneme çalışması için sayı listesini üretmek yaklaşık 200 saniye sürdü. Geleneksel süper bilgisayarların aynı liste üretmek için yaklaşık 2,5 milyar yıl sürmesi gerekiyor. Eğer aynı hesaplama hızı diğer görevler için de geçerliyse, kuantum bilgisayarları geleneksel süper bilgisayarlardan yaklaşık 100 trilyon kat daha hızlı çalışabilir.

Önemli olan nokta, Jiuzhang’in yalnızca Gaussian Boson Sampling gibi dar bir görev yelpazesi için tasarlandığıdır. Jiuzhang genel bir kuantum bilgisayarı değil. Ancak, pratik kuantum bilgisayarlarının oluşturulması için bir adım.

TechXplore’un raporuna göre, Jiuzhang bilgisayarı, yapay zeka üzerinde potansiyel etkileri olan son zamanlardaki ışık tabanlı hesaplama teknolojisi ilerlemelerinin tek örneği değil. Bir araştırma ekibi, optik hesaplamanın görsel-işlem teknolojilerine uygulanmasıyla ilgili son gelişmeleri inceledi ve optik hesaplama platformlarının derin sinir ağlarıyla birleştirilebileceğini buldu.

Araştırma ekibi, optik hesaplama ve yapay zeka ile birlikte several örnek inceledi ve ışığın optik cihazlar üzerinden hareketinin yapay zeka çıkarımı için kullanılabileceğini ve yeni görsel-işlem teknolojileri oluşturabileceğini buldu. Bu teknolojiler, harici bir güç kaynağına ihtiyaç duymadan gelen ışığa bağlı olarak nesneleri hızlı bir şekilde işleyip sınıflandırabilen optik sinir ağlarını içeriyor.

AI cihazları, akıllı evler, uzaktan sensörler ve otonom araçlar gibi sistemlerde, bir nesneyi ve çevresini hızlı bir şekilde analiz etmek için ışığı kullanarak normal bir elektronik bilgisayarın gücünü artırabilir. Hibritleştirilmiş optik bilgisayar sistemleri, geleneksel bilgisayarların esnekliği ile optik bilgisayarların paralellik ve hızı arasında bir denge kurabilir.