Japonya’nın çalışır durumdaki ilk uçtan uca nötr atom kuantum bilgisayarı faaliyete geçti. Sistem, başlangıçta yaklaşık 50 kübitle çalışıyor ve ilerleyen dönemde 500 kübite ulaşabilecek.
Shunkai adı verilen sistem, Japonya Ulusal Doğa Bilimleri Enstitüsü’ne bağlı Moleküler Bilimler Enstitüsü’nde (IMS) görev yapan ünlü kimyager Prof. Dr. Kenji Ohmori liderliğindeki araştırma ekibi tarafından tasarlandı. Sistem, 24 Ağustos’ta resmi olarak çalışmaya başladı.
Shunkai, gücünü Colorado merkezli kuantum teknolojisi şirketi Infleqtion tarafından sağlanan bir kuantum işlemci biriminden (QPU) alıyor. Şirket aynı zamanda Japonya Bilim ve Teknoloji Ajansı’nın (JST) yürüttüğü Quantum Moonshot programı için seçtiği tek yabancı kuantum ortağı konumunda.
Bu program, Japon hükümetinin 2050 yılına kadar hataya dayanıklı evrensel kuantum bilgisayarları geliştirmeyi hedefleyen bir projesi. Infleqtion CTO’su Pranav Gokhale yaptığı değerlendirmede şu ifadeleri kullandı: “Bu dönüm noktası, Japonya’nın kuantum hedeflerinin yanı sıra Infleqtion’ın üretime hazır kuantum platformlarını ölçeklendirmedeki rolü açısından da kritik bir anı simgeliyor.”
Japonya’nın Kuantum Hedefleri
Infleqtion’ın aktardığına göre Shunkai, başlangıçta 50 kübit ile çalışacak ve geliştirme süreçleri ilerledikçe yaklaşık 500 kübite ulaşacak. Nötr atom kuantum bilgisayarları, kuantum bilgisinin temel birimi olan kübitler olarak tekil atomları kullanıyor.
Bu bilgisayarlar büyük soğutma sistemlerine ihtiyaç duymadan oda sıcaklığında çalışabiliyor. Ayrıca atomlar, hassas bir şekilde kontrol edilen lazer ışığıyla tuzaklanıp yönlendirilebiliyor. Bu da bilim insanlarının farklı kübitleri birbirine bağlamasına ve yerleşimlerini belirli algoritmalara göre uyarlamasına imkan tanıyor.
Nötr atomların, kuantum durumları üzerindeki hassas kontrol korunarak büyük dizilimler halinde düzenlenebilmesi, bu teknolojiyi çok daha büyük kuantum bilgisayarlarına giden yolda gelecek vadeden bir yöntem kılıyor. Bu yapı, mühendislerin kuantum bilgisini korurken daha fazla kübite sahip bilgisayarlar inşa etmesini kolaylaştırabilir.
Infleqtion, geliştirdiği QPU’nun Japon ekibin araştırma-geliştirme aşamasından çalışan uçtan uca bir bilgi işlem platformuna geçmesine yardımcı olduğunu paylaştı. Gokhale, “Kuantum işlemci birimimiz, yeni nesil sistemlerin talep ettiği programlanabilirlik, ölçeklenebilirlik ve doğruluk kontrolünü sağlıyor.” şeklinde açıklama yaptı.
Hata Toleransına Ulaşmak
Öte yandan, mevcut açılış Shunkai için bir son niteliği taşımıyor. Ohmori Moonshot projesinin yeni bir aşaması Nisan 2026‘da başladı. Bu aşama, bilgisayarın entegrasyonunu, kararlılığını ve ölçeklenebilirliğini artırmaya odaklanacak.
Araştırmacılar, 10.000 fiziksel kübite kadar ulaşabilen yüksek performanslı ve hataya dayanıklı bir nötr atom kuantum bilgisayarı geliştirmeyi hedefliyor. Gokhale yayımlanan basın bülteninde, “Tam donanımlı bir kuantum sistemini canlı operasyona geçirmek, hataya dayanıklı kuantum bilişimine doğru atılmış anlamlı bir adım olmanın yanı sıra nötr atom mimarisinin de güçlü bir doğrulaması niteliğini taşıyor.” dedi.
Yine de sadece bu boyuta ulaşmak Shunkai’yi hataya dayanıklı kılmaya yetmiyor. Araştırmacılar, kuantum hesaplamaları sırasında gürültü ve diğer dış etkenlerden kaynaklanan hataları tespit edip düzeltecek yöntemler geliştirmeyi de planlıyor.
Kuantum sistemleri çevrelerine karşı son derece hassas. Bu nedenle hesaplamalar sırasında hatalar birikebiliyor. Kuantum hata düzeltme, hesaplama için gereken kuantum bilgisini korumak amacıyla birden fazla fiziksel kübit kullanarak bu sorunun üstesinden gelmeyi hedefliyor.
Bilim insanları, proje kapsamında geliştirilen teknolojinin zamanla dış kullanıcıların da erişimine açılmasını bekliyor. Böylece hem akademide hem de sektörde çalışan araştırmacılar yeni uygulamalar geliştirebilir ve sistem, kuantum hata düzeltme üzerine yapılacak ileri çalışmalar için bir platform sağlayabilir.
Ohmori, Shunkai’nin dış araştırmacılara ve şirketlere açılmasının hata düzeltme teknolojilerinin ve pratik kuantum uygulamalarının gelişmesine yardımcı olabileceğini, aynı zamanda dünya çapında sanayi, akademi ve kamu kurumlarına daha geniş faydalar sağlayabileceğini söyledi. Açıklamasında, “Bu son teknoloji yaklaşımı kullanarak Japonya’nın ilk uçtan uca kuantum bilgisayarını geliştirmiş ve çalıştırmaya başlamış olmamızın son derece önemli olduğunu düşünüyorum.” ifadelerini kullandı.
Ekip, Shunkai’yi IMS’nin mevcut ortak kullanıma açık süper bilgisayar altyapısıyla entegre ederek hibrit bir kuantum-GPU hesaplama merkezi oluşturmayı planlıyor.
Kaynak: https://interestingengineering.com/innovation/first-50-qubit-neutral-atom-quantum-computer-goes-live-in-japan-with-us-made-qpu
