Microsoft, Çarşamba günü Majorana 1 yonga setinin gelişimini duyurdu ve kuantum hesaplamada bir atılımı vurguladı. Redmond merkezli teknoloji devi, 17 yıldır yeni malzeme ve mimariler araştırıyor ve şimdi katı, sıvı ve gazların ötesinde farklı bir durumda olan dünyanın ilk ‘topo-iletkenini’ geliştirdiğini iddia ediyor. Ayrıca majorana parçacıklarını gözlemleyebilir ve kontrol edebilir. Şirket, bu yeni yeniliğin ölçeklenebilir ve hataya dayanıklı kuantum bilgisayarların oluşturulmasına yol açabileceğini söyledi. Özellikle, Majorana 1 işlemci tek bir çipte bir milyondan fazla kupayı barındırabilir.
Kuantum Hesaplamayı Anlamak
Majorana 1 işlemcisini keşfetmeden önce, önce kuantum bilgi işlemini ve bu atılımın güvenilir ve ölçeklenebilir kuantum bilgisayarların ilerlemesine nasıl katkıda bulunduğunu anlayalım. Geleneksel olarak, bildiğimiz bilgisayarlara (masaüstleri, dizüstü bilgisayarlar veya akıllı telefonlar) klasik bilgisayarlar denir ve yonga setinde bit adı verilen küçük transistörler kullanırlar.
Eyaletlerde veya dışında bulunan bu bitler, bilgileri sıralı bir sırayla işleyebilir. Yani, klasik bir bilgisayar her kitabın bir bilgi parçasını temsil ettiği bir kütüphanedir, bitler her seferinde bir kitap alıp okur. Bu yavaş bir süreçtir ve karmaşık görevlerin tamamlanması uzun zaman alabilir. Bu yüzden bilim adamları paralel işlemeyi teşvik etmek için bir bilgisayardaki birden fazla transistöre sığarlar. Özellikle, bu tür binlerce işlemci bir süper bilgisayar oluşturmak için birlikte eşleştirilir.
Kuantum bilgisayarlar temelde farklıdır. Bitler yerine kuantum bitleri veya kubit kullanırlar. Bunlar süperiletkenler veya tuzağa düşmüş atomlar (veya iyonlar) gibi özel kuantum malzemeleridir ve süperpozisyonun kuantum fiziğini takip ederler. Bunun anlamı bitlerden farklıdır, onlar aynı anda açık, kapalı veya her ikisinde var olabilirler.
Şimdi, bu üst üste binme nedeniyle, kubitler aynı anda büyük miktarda veriyi işleyebilir. Kütüphane benzetmesine geri dönersek, kuantum bilgisayarlar gerekli bilgileri bulmak için tüm kitapları aynı anda açabilir. Bu aynı zamanda bu bilgisayarların aynı anda birden fazla olasılığı işlemesine izin verir ve genellikle yıllar içinde onlarca yıl süren araştırmaları tamamlayabilirler.
Kubitlerde potansiyel önemli ölçüde yüksek olsa da, bir istikrar problemi vardır. Kubitler çevrelerine son derece duyarlıdır ve herhangi bir küçük dalgalanma işleme hatalarına yol açabilir. Bu nedenle kuantum bilgi işlem hala ticari olarak veya araştırma alanlarında kullanılmamaktadır.
Microsoft’un Majorana 1 yonga seti Quantum Computing’in kararlılık sorununu çözebilir mi?
Teknoloji devi tanımlanmış Dünyanın ilk topolojik kuantum işlemcisi olarak majorana 1 yonga seti. Topolojik bir durum, dalga fonksiyonunun yerel özellikleri yerine küresel tarafından ayırt edilen bir madde aşamasıdır. Sürekli deformasyonlar altında değişmeden kalabilir ve dış ortamın etkisine direnebilirler.
Yeni bir topolojik çekirdek mimarisi üzerine inşa edilen Majorana 1 yonga seti, bir avuç içine sığabilen tek bir çip üzerinde potansiyel olarak bir milyondan fazla kupit barındırabilir. İlginç bir şekilde, teknoloji devi hesaplama için elektron kullanmıyor. Bunun yerine, ilk olarak 1937’de teorik fizikçi ettore majorana tarafından tanımlanan majorana parçacıklarını kullanır.
Majorana parçacıkları veya majorana fermiyonları, kendi antipartikülleri olarak işlev gören egzotik parçacıklardır. Bunlar topolojik süperiletkenlerdir, yani yapısının büyük kısmı süper iletken kalırken, yüzey veya kenar durumları bozukluk veya safsızlıklardan korunur. Söylemeye gerek yok, Majorana parçacıkları doğada mevcut değildir.
Microsoft, bu özellikleri daha sağlam bir kubit oluşturmak için kullanmayı ve karmaşık hata düzeltme mekanizmalarına olan ihtiyacı azaltmayı amaçlamaktadır. Bunun ölçeklenebilir ve güvenilir kuantum işlemcilere yol açtığı söylenir. Bununla birlikte, bunlar ilk günlerdir ve teknoloji devinin hala topolojik kubitleri tasarlaması ve inşa etmesi gerekecektir.
Windows Maker, kuantum bilgi işlem alanında yenilik yapmaya çalışan tek şirket değil. Örneğin Google, Sycamore işlemcilerindeki süper iletken transmons kullanarak söğüt çipini geliştiriyor. Maryland merkezli kuantum bilgi işlem şirketi IONQ, daha yavaş kapı hızlarına rağmen düşük tutarlılık süreleri sunan bir tuzak iyon teknolojisi geliştiriyor. IBM ve D-Wave aynı sorun üzerinde çalışan diğer şirketlerdir.
