Kuantum Bilgisayarlar Geldi ve Gerçek: Daha Fark Etmediniz!

Kuantum bilgisayarların vaadi, bildiğimiz modern hesaplamaları alt üst etmeyi vaat ediyor. Olağanüstü hesaplama gücü ile, klasik süper bilgisayarların hayal bile edemeyeceği başarılara imza atacaklar.

Ancak, kuantum bilgisayarlar gerçekte bu beklentileri henüz karşılamadı. “Kuantum üstünlüğü” – normal bilgisayarların çözemediği ancak kuantum bilgisayarlarının çözebileceği problemler – iddiaları, hem şüphecilerden hem de bu alandaki meraklılardan eleştiri alıyor. Elbette, hem teorik hem de deneysel olarak gerçekten etkileyici ilerlemeler gördük, ancak çoğu gerçek dünya uygulamaları açısından çok az şey sunan uydurma “başarılarla” dolu olmuş durumda.

Belki de ben bile biraz meraklı olmaya doğru ilerliyorum. Ama yine de — dürüst olalım — bazen aşırı abartılmış gürültüyü ayıklamak yorucu ve anlamsız hissedebiliyor. Bu yüzden bir adım geri atalım. Kuantum teknolojisi bizim için gerçekte ne yapacak? Ne kadar ilerledik? Ve haftanın altıncı sözde nihai kuantum atılımının PR akışını nasıl yönetmeliyiz? Bu soruları tartışmak (ya da daha doğrusu gürültüden arınmak) için Gizmodo, IBM’in Manhattan ofisine giderek Jerry Chow, IBM Quantum’un direktörü ile sohbet etti. Sohbetin aşağıdaki kısmı dil bilgisi ve açıklık açısından hafifçe düzenlenmiştir.

Gayoung Lee, Gizmodo: Tamam, sanki şöyle diyen biriyim: “Oh, kuantum hesaplama saçmalık.” Kuantum üstünlüğü hakkında neden hiç umrumda olmalı ki?

Jerry Chow: Sonuçta, amacımız dünya için kullanışlı kuantum hesaplamayı sunmak. Kuantum hesaplamanın büyük bir kısmı, bugün var olanın üzerinde farklılaştırıcı hesaplama yapma fırsatına sahip olmamızdır. Bununla ilgili matematiksel bir açıklama var ya da kuantum hesaplamanın klasik hesaplamayı gerçekten geride bıraktığını gösteren kanıtlanabilir algoritmalar var; büyük sayıları çarpmak gibi, şifrelemeyi kırmak için ya da çok karmaşık moleküler yapıları simüle etmek gibi, Grover’ın algoritması ve tüm bu kağıt kalem üzerinde kanıtlanabilir yön.

Ancak başka bir soru da, insanların zaten yaptığı şeylerle ne yapabileceğimizdir. Bu, belirli bir tür sorun için bir avantaj olduğunu söylemek veya ona karşı koyabileceğiniz tüm klasik tekniklerden daha iyi olduğunu söylemekten çok uzak. Bir problemi çözmek istediğinizde, GPU’lar, CPU’lar ve dünyanın tüm bilgisayarları ve algoritmaları emrinizdedir, değil mi?

Gerçekten kuantum avantajı, şimdi kuantum hesaplamayı artı elimizde mevcut olan klasik kaynaklarla bir sorun daha ucuz, daha hızlı veya daha doğru çözebiliriz.

Gizmodo: “Kuantum hesaplama hesaplamayı sonsuza kadar değiştirecek!” gibi popüler basın klişesinden oldukça farklı.

Chow: Kuantum avantajını kademeli bir şey olarak görüyorum. Her şeyin hesaplandığını değiştirmesi gerekmiyor. Bu, birçok GPU’nun da nasıl ölçeklendiğinin bir yöntemi. Açıkça oyunlar için kullanıldılar—belki niş bir alan—ama gerçekten büyük bilgisayar stratejilerini küme HPC’leri [yüksek performanslı bilgisayarlar] için ve çok fazla hesaplama kabiliyeti gerektiren moleküler yapı, kozmoloji ve yüksek enerjili fizik problemlerini inceleyenler tarafından kullanmakla yaygınlaştılar. Biz de benzer bir şey bekliyoruz, kuantumun şimdi bir “artırılmış araç” olmasını.

Gizmodo: Artırma fikri gerçekten ilginç, çünkü ikisi – klasik ve kuantum bilgisayarlar – doğası gereği bağlı, değil mi? Kuantum bilgisayarların düzgün çalıştığını doğrulamak, klasik bilgisayarlarla çapraz kontrol yapmayı gerektiriyor. Araştırmacılar bu ilişkiyi kendi avantajlarına nasıl kullanıyorlar?

Chow: Bu, her şeyin nasıl çalıştığıyla ilgili mutlak önemli bir nokta. Her şey klasik hesaplama ile bağlı. Tek başına bir hesaplama deneyimi edindiğimiz tek yol klasik—klasik girdiler koyuyoruz ve klasik çıktılar alıyoruz. Kuantum bilgisayarlar, kuantum mekaniği ve kuantum devrelerini kullanarak bazı üstel büyük alanları keşfeder, ama sonunda, her şeyi klasik çıktılara dönüştüren ölçümler yaparız, ardından bu çıktıları işlemeye veya diğer hesaplama araçlarımızla kullanmaya devam ederiz. İnsanlar, klasik bilgisayarların yerine geçeceğinden korkmamalı!

Gizmodo: IBM bu alanda açıkça büyük bir oyuncu ve 15 yıldır kuantum araştırmalarına dahilsiniz. Kuantum avantajını gerçekleştirmek konusundaki yaklaşımınızda özellikle gurur duyduğunuz bir şey nedir?

Chow: Başladığımda, daha iyi cihazlar yapmaya odaklanmış sekiz-dokuz kişilik bir ekibimiz vardı. Sonra 2010’ların ortalarında, yaptıklarımızı alıp bulut üzerinden kullanılabilir hale getirme kararı verdik. Böylece işleri fizik laboratuvarının dışına çıkarıp hesaplamalı bir deneyime dönüştürdük. Bir anda, düğme çevirmek ve voltajları kontrol etmek üzerine düşünmekten ziyade, bunu nasıl hesaplama platformu ve aracı olarak kullanabileceğimiz üzerine düşünmeye başladık. Bugün, sistemlerimizin çoğu dünya çapındaki kuantum veri merkezlerinde ve müşteri lokasyonlarında konuşlandırılmış durumda.

Ve o sürece önemli bir katılım görmeye başladık. Örneğin Japonya’daki RIKEN Enstitüsü’ndeki işbirlikçilerimiz, kuantum ve HPC’lerini birleştirerek moleküler yapı incelemeleri yapıyor. O zamandan beri, hesaplamalar için gereken enerji seviyesini bu çarpıcı seviyeye daha da yakınlaştırmak için enerjiyi aşağı azaltmayı başlatmaya yöneldik, ki bu noktada bu karşılaştırmaları gerçekten yapmaya başlayabiliyoruz.

Gizmodo: Bu alanda IBM’in stratejisinin önemli bir parçası nedir?

Chow: Sadece inşa etmek yetmez. Kuantum bilgisayarların yararlılığını sağlamak zorundayız ve bunun büyük bir parçası da topluluk. İleri bilgisayarların gerekliliğini talep edecekler ve bizimle birlikte yararlı kuantum avantajı uygulamalarını bulacaklar. Bu bizim ekosistem stratejimizin büyük bir parçası ve neden yaklaşık 300 üyeden oluşan bir kuantum ağımızın olması bunun bir göstergesidir. Belli dikeylerdeki endüstri uzmanı biz değiliz, ancak sağlık hizmetleri, yaşam bilimleri, petrol ve gaz ve enerji sektörleri için fırsatlar orada.

Gizmodo: Demek ki kuantum bilgisayarlar geleceğin işi değil. Onlar zatenburada.

Chow: Evet. Kuantum bilgisayarlar gerçek şeyler ve kullanılabilir durumdalar. Elbette orada çok fazla pazarlama ve çok fazla gürültü var. Ancak gerçekten, web üzerinden makinelerimizde kuantum devreleri ücretsiz çalıştırabilir ve kaynaklara ulaşabilirsiniz. Öğrenme içeriği konusunda çokça şey öğrenebilir ve başlamanıza yardımcı olacak büyük bir topluluk desteği bulunuyor. Qiskit yüklemek için ChatGPT’yi kullanabilirsiniz. İnsanlar sadece pazarlamayla deneyim yaşamak zorunda değil; ellerinizi kirletin!

Gizmodo: Tamam. Kuantum avantajı kademeliyse, o zaman sonraki kuantum dönüm noktası nedir? Belki önümüzdeki on yıl içinde en çok beklediğiniz şey nedir—belki beş yıl içinde, ya da belki önümüzdeki birkaç ay içinde—kuantum hesaplama için?

Chow: Yıl sonuna kadar kullanıcılarına tanıtmayı planladığımız yeni bir cihaz olan Nighthawk‘a doğru ilerliyoruz. Sanırım bir sonraki büyük dönüm noktası, avantaj bakış açısından bir dizi dönüm noktası olacak, burada kuantum bilgisayarlarla klasik devin geri atacağı daha karmaşık devreler çalıştırmanın daha fazla ‘çubuğunu’ zemine koymayı göreceksiniz, bu ileri geri gelecek yıl boyunca derin bir şekilde meşgul olacağız ve yüksek performanslı bilgi işlem topluluğu ile birlikte çalışacağız.