Microsoft Majorana 1 Çipi, Kuantum Computing İçin Yeni Bir Yol Açıyor

⏳ Estimated Reading Time: 4 min

 

Microsoft, bugün yeni Topolojik Çekirdek mimarisiyle çalışan dünyanın ilk kuantum çipi olan Majorana 1’i tanıttı. Şirket, bu çipin on yıllar yerine birkaç yıl içinde anlamlı ve endüstriyel ölçekte problemleri çözebilecek kuantum bilgisayarların geliştirilmesini sağlayacağını öngörüyor.

Bu çip, dünyanın ilk topoiletkenini kullanıyor. Bu devrim niteliğindeki malzeme, Majorana parçacıklarını gözlemleyip kontrol edebilerek daha güvenilir ve ölçeklenebilir kübitler üretebiliyor. Kübitler, kuantum bilgisayarların temel yapı taşlarıdır.

Microsoft, tıpkı yarı iletkenlerin icadının günümüz akıllı telefonlarını, bilgisayarlarını ve elektronik cihazlarını mümkün kılması gibi, topoiletkenlerin ve onların sağladığı yeni çip türünün de milyonlarca kübite ölçeklenebilen ve en karmaşık endüstriyel ve toplumsal sorunları çözebilecek kuantum sistemlerinin geliştirilmesine olanak tanıdığını belirtti.

Microsoft teknik uzmanı Chetan Nayak, “Bir adım geri çekilip ‘Tamam, kuantum çağı için bir transistör icat edelim. Bunun hangi özelliklere sahip olması gerekiyor?’ diye düşündük,” dedi. “Bizi buraya getiren de tam olarak buydu – yeni malzeme katmanımızın özel kombinasyonu, yüksek kalitesi ve kritik detayları sayesinde yeni bir kübit türü ve nihayetinde tüm mimarimiz ortaya çıktı.”

Microsoft, Majorana 1 işlemcisinin geliştirilmesinde kullanılan bu yeni mimarinin, milyonlarca kübiti tek bir avuç içine sığabilen bir çipe yerleştirebilmek için net bir yol sunduğunu belirtti. Bu, kuantum bilgisayarların gerçek dünyada devrim niteliğinde çözümler sunabilmesi için aşılması gereken kritik bir eşiği temsil ediyor. Örneğin, mikroplastiklerin zararsız yan ürünlere dönüştürülmesi veya inşaat, üretim ve sağlık sektörleri için kendini onarabilen malzemelerin geliştirilmesi gibi çözümler mümkün hale gelebilir. Bugün dünyadaki tüm bilgisayarlar bir araya gelse bile, bir milyon kübitlik bir kuantum bilgisayarın yapabileceklerini başaramaz.

Nayak, “Kuantum alanında ne yaparsanız yapın, bir milyon kübite ulaşabilecek bir yolunuz olmalı. Eğer yoksa, gerçekten önemli sorunları çözebileceğiniz ölçeğe gelmeden önce tıkanırsınız,” dedi. “Biz, bu hedefe ulaşmanın yolunu bulduk.”

 

Topoiletken ya da topolojik süperiletken, tamamen yeni bir madde hali oluşturabilen özel bir malzeme kategorisidir – ne katı, ne sıvı, ne de gaz, fakat bir topolojik durum. Bu özellik, daha kararlı, hızlı, küçük ve dijital olarak kontrol edilebilen bir kübit üretmek için kullanılıyor ve mevcut alternatiflerde görülen dezavantajları ortadan kaldırıyor.

Çarşamba günü Nature dergisinde yayımlanan yeni bir makale, Microsoft araştırmacılarının topolojik kübitin sıra dışı kuantum özelliklerini nasıl oluşturduğunu ve bunları hassas bir şekilde ölçmeyi başardığını ortaya koyuyor. Bu, kuantum bilgisayarları pratik hale getirmek için kritik bir adım olarak görülüyor.

Bu çığır açan gelişme, indiyum arsenit ve alüminyumdan oluşan tamamen yeni bir malzeme katmanı geliştirmeyi gerektirdi. Microsoft, bu malzemelerin büyük bir kısmını atom atom tasarlayıp üretti. Amaç, Majorana adı verilen yeni kuantum parçacıklarını ortaya çıkarmak ve onların benzersiz özelliklerinden yararlanarak kuantum bilişimin bir sonraki aşamasına ulaşmaktı.

Majorana 1’e güç veren dünyanın ilk Topolojik Çekirdeği, tasarımı gereği güvenilir olup donanım seviyesinde hata direnci içererek daha kararlı hale getirildi.

Ticari olarak önemli uygulamalar, milyonlarca kübit üzerinde trilyonlarca işlemi gerektiriyor ve bu, günümüzde her kübitin hassas analog kontrolüne dayanan yaklaşımlar ile neredeyse imkânsız hale geliyor. Microsoft ekibinin geliştirdiği yeni ölçüm yöntemi sayesinde kübitler artık dijital olarak kontrol edilebiliyor, bu da kuantum bilişimin işleyişini kökten değiştirerek büyük ölçüde basitleştiriyor.

Bu ilerleme, Microsoft’un yıllar önce topolojik kübit tasarımını benimseme kararını doğruluyor. Yüksek riskli, ancak büyük ödül vadeden bu bilimsel ve mühendislik meydan okuması nihayet karşılığını vermeye başladı. Bugün şirket, bir milyon kübite ölçeklenmek üzere tasarlanmış bir çip üzerinde sekiz topolojik kübit yerleştirmiş durumda.

Başlangıçtan itibaren amacımız sadece teorik liderlik sağlamak değil, ticari etki yaratacak bir kuantum bilgisayar geliştirmekti,” dedi Microsoft teknik uzmanı Matthias Troyer. “Yeni bir kübit tasarlamamız gerektiğini biliyorduk. Ölçeklenebilir olması gerektiğini biliyorduk.

Bu yaklaşım, ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı’nı (DARPA) Microsoft’u titiz bir değerlendirme programına dahil etmeye yöneltti. DARPA, ulusal güvenlik açısından önemli çığır açıcı teknolojilere yatırım yapan bir devlet kurumu olarak, yenilikçi kuantum bilişim teknolojilerinin ticari açıdan anlamlı sistemleri, geleneksel yaklaşımlardan daha hızlı inşa edip edemeyeceğini araştırıyor.

Microsoft, şu anda DARPA’nın Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC) programının son aşamasına geçmeye davet edilen iki şirketten biri konumunda. US2QC, DARPA’nın daha geniş kapsamlı Quantum Benchmarking Initiative (Kuantum Kıyaslama Girişimi) programının bir parçası olup, sektörün ilk fayda ölçeğinde hata toleranslı kuantum bilgisayarını geliştirmeyi hedefliyor. Yani, bu bilgisayarın hesaplama kapasitesinin maliyetlerinden daha fazla değer üretmesi amaçlanıyor.

Kaynak: Microsoft’s Majorana 1 chip carves new path for quantum computing