IBM’in Nighthawk r2 işlemcisi, bir süper bilgisayarın yaklaşık 110 yılını alacağı tahmin edilen bir görevi yalnızca 19 saniyede tamamlayarak bir milyon örnek üretti. Deneyin sonuçları arXiv’de erişime sunuldu.
ABD’deki BlueQubit’ten fizikçi Tigran Sedrakyan öncülüğündeki araştırmacılar, bu sonucun, uzman olmayan kullanıcıların kolaylıkla uygulayabileceği geniş çapta erişilebilir bir kuantum işlemcisinde rastgele devre örneklemesi için kuantum avantajının ilk göstergesi olduğunu belirtti.
Süper bilgisayarlar ile kuantum bilgisayarlar arasındaki kuantum avantajı mücadelesi, 2018 yılında teknoloji yarışı olarak başladı. Temel yaklaşım, klasik bir bilgisayarın gerçekleştirmesinin son derece zor olduğu bir kuantum hesaplamasının bulunmasına dayanıyor.
Araştırmacılar, 2018’de rastgele devre örneklemesi (RCS) adı verilen bir görevin bu işlevi yerine getireceğine dair teorik kanıtlar sundu. Kuantum devresi, kübitler üzerinde gerçekleştirilen bir dizi işlemle tanımlanıyor.
RCS işlemlerinde seçimler rastgele yapılarak giderek daha karmaşık bir kuantum durumu oluşturuluyor. İşlemci, bu durumu tekrar tekrar ölçerek örnekler olarak bilinen diziler üretiyor. Örnek üretmek basit olsa da kübit ve işlem sayısı arttıkça aynı sonuçları klasik bir bilgisayarda elde etmek zorlaşıyor.
Google, 2019’da 53 kübitlik Sycamore işlemcisinin, klasik bir süper bilgisayarın pratik erişiminin ötesinde bir RCS deneyi gerçekleştirdiğini duyurdu. Ancak klasik bilgisayar araştırmacıları, geleneksel bilgisayarları zorlamak için yaratıcı yollar bulmaya başladı.
Sedrakyan ve meslektaşları, bu yeni çalışmada IBM’in bulut platformu üzerinden sunulan 120 kübitlik Nighthawk r2 işlemcisini kullandı. Deneylerde 61 kübit seçilerek 40 döngüye kadar artan karmaşıklıkta rastgele devrelere tabi tutuldu.
Devrenin 918 iki kübitlik kapı içerdiği 36 döngüde en uygun nokta bulundu. Bu koşul altında Nighthawk r2, 19 saniyede bir milyon örnek üretti.
Araştırmacılar, bu görevi yeniden üretmenin yaklaşık 1,2 çarpı 10 üzeri 27 hesaplama işlemi gerektireceğini ortaya koydu. Saniyede bir kentilyondan fazla işlem yapan dünyanın en hızlı süper bilgisayarı Frontier referans alındığında, Nighthawk r2’nin başarısının yaklaşık 110 yıllık hesaplama süresine denk geleceği aktarıldı.
Araştırmacılar, 110 yılın klasik bilgisayarlar için bir hız sınırı olmadığını, yalnızca kuantum deneyini yeniden üretmenin belirli bir yöntemine dayalı bir tahmin olduğunu vurguladı. Uzmanlar, kuantum işlemcisinin bu kıyaslamaya göre önemli ölçüde öne geçtiğini kaydetti.
