IBM’in Nighthawk r2 adlı kuantum işlemcisi, sadece 19 saniyede bir milyon örnek üreterek kuantum hesaplamada “avantaj” iddialarını güçlendiren bir performans gösterdi. Deneyin, klasik bir süperbilgisayarın aynı işi yapmasının yaklaşık 110 yıl alabileceği yönünde hesaplamalara dayandığı belirtildi.
Rastgele devre örneklemesi: 19 saniyede bir milyon sonuç
Makale önbaskı olarak arXiv’de yayımlandı. ABD’de BlueQubit’ten teorik yoğun madde fizikçisi Tigran Sedrakyan’ın liderliğinde yürütülen çalışmada, “rastgele devre örneklemesi” (RCS) olarak bilinen yaklaşım kullanıldı. Bu yöntemde kuantum devresi, kübitler üzerinde rastgele seçilen işlemlerle giderek daha karmaşık bir kuantum durumuna dönüştürülüyor; ardından işlemci bu durumu çok kez ölçerek birler ve sıfırlardan oluşan “örnek” dizileri üretiyor.
Çalışmanın kritik noktası, deneyin IBM’in bulut platformu üzerinden erişilebilen, ticari olarak yaygın bir kuantum işlemcisi olan Nighthawk r2 üzerinde yapılması oldu. Ekip, toplam 120 kübitlik işlemciden 61 kübit seçerek devre karmaşıklığını artırdı; en fazla 40 çevrimlik (işlemlerin tekrarlı turu) rastgele devreler çalıştırıldı. Ayrıca deney için özel kalibrasyon yapılmadığı; platformun standart bulut iş akışıyla ilerlediği vurgulandı.
Araştırmacılar, 36 çevrimde “ideal denge” olarak tanımlanan noktada devrede 918 iki-kübitlik kapı bulunduğunu ve bu koşulda Nighthawk r2’nin 19 saniyede 1 milyon örnek ürettiğini bildirdi.
Klasik taklit için hesap: 110 yıl tahmini
Bilimsel yarışın merkezinde, kuantum işlemin klasik bilgisayarlar için pratikte çok zor olabileceği varsayımı bulunuyor. Ancak aynı görevi klasik sistemlerde “ne kadar sürede” taklit edebileceği, doğrudan süperbilgisayar çalıştırıp izlemek yerine hesaplama teknikleriyle tahmin ediliyor. Ekip bu amaçla, kuantum devresini klasik bilgisayarda simüle etmenin yaklaşık hesaplama maliyetini öngörmeye yarayan “tensör ağı büzülmesi” yaklaşımını kullandı.
Bu yönteme göre, ekip tarafından üretilen bir milyon örneği klasik yolla yeniden üretmek için yaklaşık 1,2 × 10²⁷ hesaplama işlemi gerektiği hesaplandı. “Frontier” adlı dünyanın ilk exascale süperbilgisayarının, 2024’e kadar en hızlı sistem olduğu ve tepe performansının saniyede 1 × 10¹⁸ işlem seviyesinde bulunduğu hatırlatılıyor. Ekip, daha temkinli sürdürülen performans varsayımıyla bu gösterimin karşılığını yaklaşık 110 yıllık hesaplama süresi olarak ifade etti.
Önemli uyarı: Bu süre, yöntem varsayımına bağlı
Çalışmada 110 yıllık zaman ifadesinin temel bir hız sınırı olmadığı açıkça belirtiliyor. Bu tahmin, belirli bir taklit yöntemi üzerinden çıkarım yapıyor; ayrıca tarih, klasik hesaplama tarafında daha verimli “kısayol” algoritmaların bulunabildiğini gösterdi. Ekip de bu olasılığı kabul ediyor: İddia edilen şey, herhangi bir klasik bilgisayarın gelecekte asla bu seviyeye yaklaşamayacağı değil; bu kıyas ölçütünde kuantum işlemcinin belirgin biçimde öne geçtiği.
Araştırmacılar ayrıca deneyi “bulut üzerinden erişilebilen, herkese açık” bir kuantum işlemci (QPU) ile standart bulut yürütme altyapısı kullanarak yaptıklarını ve devreleri, örnekleri ile analiz kodunu paylaştıklarını belirtiyor. Bulguların henüz hakemli değerlendirmeden geçmediği, ancak arXiv’de ön baskı olarak erişilebildiği ifade ediliyor.
