Kuantum Hesaplamalar İçin Cam Yapıda İşlemciler Geliştirildi

Duke Üniversitesi ve Duke Kuantum Merkezi ile bağları olan IonQ isimli şirket, silikon tabanlı tasarımların yerini alacak olan, cam tabanlı sıkıştırılmış iyon bilgi işlem çipinin geliştirildiğini duyurdu.

Şirket daha önce Microsoft Azure, Amazon Web Services ve Google Cloud dahil olmak üzere büyük bulut hizmeti sağlayıcılarına sistemler teslim ederek müşterilere 32-kübit makineler sunmuştu. IonQ yeni mimarisini “yeniden yapılandırılabilir çok çekirdekli kuantum mimarisi”, kısaca RMQA olarak adlandırıyor.

Bilgisayarlar, bir çipin içerisindeki boşlukta elektromanyetik olarak hapsolmuş iyonların kuantum durumlarını kullanarak hesaplama yapıyor. Önceki tekniklerde silikon yonga yapım süreçleri kullanılmıştı. Yeni yaklaşımda ise mikroakışkan çipler yapmak için kullanılan kaynaşmış silika camda mikrometre ölçekli alanlar oluşturuluyor.

Kuantum hesaplama konusunda geleceğe yönelik araştırmalar sürüyor ve bazı farklı yaklaşımlar var. IonQ, klasik Turing tabanlı bir bilgisayarda çözülmesi imkansız olan problemlerin çözülmesi ve kuantum üstünlüğüne ulaşma konusunda sıkıştırılmış iyon tekniğini tercih etti.

Aslında bu alanı keşfeden AQT ve Honeywell gibi farklı şirketler de var. Bu özel yaklaşım, kapalı bir cam çip içerisinde elektrik yüklü atomların (iyonların) belirli bir alt tabaka üzerinde manyetik alanlara dağılması ve sabitlenmesiyle çalışıyor. Bu tasarımdaki kübitler elektronik ortamlarda saklanıyor ve güçlü lazer ışınlarıyla hızlandırıldıktan sonra iyonların kübitlerle etkileşime girmesine izin veriliyor.

IonQ, bu sıkıştırılmış iyon yaklaşımını ve cam yapıdaki çip teknolojisini seçerek şu anda bilinen en yüksek kübit ömrünü elde ettiğini iddia ediyor. Öte yandan çok sayıda kübitin bu şekilde birbirine bağlanabileceği ve birlikte çalışabileceğini söylüyorlar.

Cam, herkesin bildiği gibi yalıtkan bir nesne. Cam yongaların özel tasarımı, lazer ışınlarının içinde asılı duran kübit iyon zincirleri ile maksimum hassasiyetle etkileşime girmesini sağlamak için geliştirildi.

Şu anda şirket tarafından bu yeni yaklaşım üzerine inşa edilmiş toplam 64 kübitli bir çip gösterildi. Bu tasarım 16 kübitlik dört ayrı birimden oluşuyor. Ancak bahsedilen kübitlerin sadece 48’i aslında bilgi işlem gücü sağlayabiliyor. Kalan 16 kübit, sistem kusurlarını ve çip içinde oluşabilecek dalgalanmaları düzelten “soğutucu” iyonlar olarak kullanılıyor.