Kuantum Bilgisayarlarının Gerçek Dünyadaki İlk Kullanım Örneği Var Mı?

Kuantum, Yapay Zeka ve Fotonik: Yeni Bir Bilgisayar Devrimi

Bilgisayar ve bilgi teknolojileri aynı anda birçok teknolojik devrimden geçiyor: Yapay zekanın yükselişi, kuantum hesaplamanın ortaya çıkışı ve klasik silikon hesaplamanın sınırlamalarını aşmak için fotoniğe yönelme.

Şimdiye kadar bu yeni sektörlerin her biri çoğunlukla izole edilmiş silolarda çalıştı: Yapay zeka eğitimi ve hesaplaması klasik silikon çiplerde gerçekleştiriliyor, kuantum hesaplama pratik bir kullanım bulana kadar teknolojisini geliştirmeyi hedefliyor ve fotonik teknolojisi hala tasarımlar ve uygulamalar üzerinde deneyler yapıyor.

Belki de şaşırtıcı olmayan bir şekilde, bu alanların bir araya getirilmesiyle yeni olasılıklar ortaya çıkabilir. Görünüşe göre kuantum hesaplama pratik bir kullanım örneği bulmuş olabilir ve kullanışlı olmadan önce daha fazla iyileştirmeye bile ihtiyaç duymayabilir.

Viyana Kuantum Bilimi ve Teknolojisi Merkezi (VCQ) (Avusturya), Politecnico di Milano (İtalya), Consiglio Nazionale delle Ricerche (IFN-CNR) (İtalya) ve Quantinuum şirketindeki araştırmacılar, fotonik işlemci kullanarak mevcut kuantum bilgisayarlarının yapay zeka eğitiminde klasik bilgisayarlardan daha iyi performans gösterebileceğini keşfettiler.

Sonuçlarını Nature Photonics'te yayınladılar¹, Başlığın altında "Fotonik işlemcide deneysel kuantum destekli çekirdek tabanlı makine öğrenimi anlayışının sonucu olarak, buzdolabında iki üç günden fazla durmayan küçük şişeler elinizin altında bulunur.

Yapay Zeka Eğitimi ve Kuantum Hesaplama Neden Sınırlarla Karşı Karşıya?

Yapay Zeka Eğitiminin Artan Maliyetleri ve Enerji Talepleri

Son zamanlarda, AI teknolojisi muazzam bir ilerleme kaydetti. Ancak bu, yalnızca akıl almaz miktarda bilgi işlem gücü kullanılarak, çip ve elektrikte on milyarlarca dolar harcanarak başarıldı.

Elbette verimlilikte bir miktar ilerleme kaydedilebilir. Hem hesaplama hem de para açısından ultra düşük maliyetle eğitilen DeepSeek AI tarafından gösterildiği gibi, Batılı rakiplerini bir büyüklük sırasına göre geride bırakarak. Ancak yine de, günün sonunda, yazılım geliştirme, AI eğitimini daha az hesaplama ve güç yoğun hale getirmek için ancak bu kadar ileri gidebilir.

Kuantum Bilgisayarlarının Ölçeklenebilirliği ve Gürültü Zorlukları

Bu arada, Kuantum bilişimi umut vadeden bir teknolojidir, ancak şimdiye kadar ölümcül bir kusurdan muzdariptir. Kuantum bilişiminin çalışması için korunması gereken son derece kırılgan madde hali, hem pahalı hem de çok ölçeklenebilir olmadığı anlamına gelir.

Bu aynı zamanda elde edilen sonuçların “gürültülü”, düzenli hatalar, gecikmeler ve güvenilir olmayan sonuçlar içerdiği anlamına gelir.

Burada da yenilikler, şu anlama gelebilir: daha küçük kuantum bilgisayarlarından oluşan bir ağ or topoiletkenler adı verilen yeni bir madde durumunu kullanan, ölçeklenebilirliğe olanak tanıyan yeni bir donanım tasarım mimarisi, sorunu çözebilir.

Doğrulanana kadar, bu durum hala ekonomik açıdan mantıklı, pratik bir kullanım alanı arayışında olan bir teknoloji olan kuantum hesaplamanın geçerliliğini sorgulatacaktır.

Yapay Zeka için Kuantum Geliştirilmiş Çekirdek Yöntemleri

Kuantum Çekirdekleri Makine Öğrenmesine Boyutsal Güç Nasıl Katıyor?

Çekirdek yöntemleri, makine öğrenmesinde yaygın olarak kullanılan araçlardır ve gizli kalıpların daha iyi tanımlanması için bir veri kümesine boyutlar eklemeye yönelik matematiksel bir yöntem kullanır.

Kaynak: MDPI

Bu, elbette, yalnızca bu alanda çalışan sınırlı sayıda uzman tarafından anlaşılabilecek oldukça karmaşık bir matematik içerir. Bunun nasıl çalıştığına dair görsel bir temsili şu videoda görebilirsiniz:

Ve bu tür karmaşık hesaplamalar kuantum bilgisayarlarının benzersiz kapasiteleriyle mükemmel bir uyum sağlayabilir.

Fotonik İşlemciler Yapay Zeka İçin Kuantum Çekirdekleriyle Buluşuyor

Bu deneyde, borosilikat cam alt tabaka üzerine femtosaniye lazerle yazma yoluyla oluşturulan entegre bir fotonik işlemci kullanılarak veriler kuantum bilgisayar tarafından işlenebilecek bir duruma kodlandı.

Kaynak: Doğa Fotonik

Bu şekilde kuantum girişim gösteren çekirdekler hesaplamada kullanılmış ve klasik yöntemlerle karşılaştırılmıştır.

Kaynak: Doğa Fotonik

Deneysel Sonuçlar: Kuantum ve Klasik Çekirdekler

Bilim insanları, kuantum çekirdeğini (mavi) klasik çekirdekle (turuncu) karşılaştıran, 40 ila 100 veri noktası arasında değişen dört farklı veri kümesi boyutunu test etti.

Kaynak: Doğa Fotonik

Her iki deneyde de kuantum çekirdeği, klasik hesaplama çekirdeğinden daha iyi performans gösterdi.

"Algoritmamızın belirli görevler için klasik versiyonuna kıyasla daha az hata yaptığını bulduk."

Philip Walther – Viyana Üniversitesi’nde profesör.

Gerçek Dünya Kuantum Yapay Zeka Eğitimine Doğru Sonraki Adımlar

Demo'dan Üretime Geçiş: Kuantum Yapay Zeka Eğitimi

Bu deney, günümüzde var olan kuantum bilgisayarlarının, sinir ağı eğitiminde yaygın olarak kullanılan görevlerde klasik bilgisayarlardan daha üstün performans gösterebildiğini göstermiştir.

Bu büyük bir olay çünkü şimdiye kadar bu tür bir uygulama için yalnızca daha güvenilir bir kuantum bilgisayarının kullanılabileceği varsayılıyordu. Şimdi bunun doğru olmadığı deneysel olarak kanıtlandığına göre, bir sonraki adım bu teknolojiyle gerçek hayatta yapay zeka eğitimi gerçekleştirmenin sınırlı bir çalışmasını bile yapmak olacak.

Bunun için kuantum mimarilerinden esinlenen yeni algoritmalar tasarlanarak daha iyi performanslara ulaşılabilir.

"Bu, mevcut kuantum bilgisayarlarının, mutlaka en son teknolojiyi aşmadan iyi performanslar gösterebileceği anlamına geliyor"

Zhenghao Yin – Viyana Üniversitesi’nde doktora öğrencisi.

Kuantum Fotonik Yapay Zekanın Enerji Kullanımını Nasıl Azaltır?

Fotonik platformları çok daha düşük enerji tüketimiyle aynı veya daha üstün bir hesaplama çıktısı sağlayabilir. Enerji, hesaplama kapasitesi veya yeniliklerden daha çok AI endüstrisinin darboğazı haline geldikçe, bu durum kuantum-fotonik bilgisayar keşfinin kullanımını özellikle önemli hale getirebilir.

"Makine öğrenimi algoritmalarının çok yüksek enerji talepleri nedeniyle uygulanamaz hale gelmesi göz önüne alındığında, bu durum gelecekte kritik öneme sahip olabilir."

Iris Agresti – Viyana Üniversitesi’nde doktora öğrencisi.

 Tuzaklanmış İyon ve Süperiletken Kuantum Teknolojisi: Sırada Ne Var?

Kuantum bilişim sektörünün gidişatı açısından önemli sonuçlar doğurabilir.

Şimdiye kadar alan, yüksek güvenilirliğe sahip ancak cihaz başına düşük kuantum hesaplama kapasitesine (kübit) sahip olan tuzaklanmış iyon teknolojisi ile süperiletkenliğe dayanan, şu ana kadar çok gürültülü olan ancak nihayetinde büyük bir kübit hacmine ölçeklenebilir olma olasılığı daha yüksek olan daha karmaşık tasarımlar arasında bölünmüştür.

Araştırma, Quantinuum ile çok yakın bir ortaklık içinde üretildi ve makaledeki 4 bilim insanından 12'ü bu şirkette çalışıyordu. Tuzaklanmış iyon teknolojisi uzmanı olarak, Quantinuum'un bilgisayarlarının düşük kübit sayısının zaten ilgili bir iş vakası gerçekleştirebileceği bir durum araması mantıklıdır.

Eğer bu doğruysa, şirket yapay zeka sektöründe hesaplama kapasitesi sağlayan önemli bir sağlayıcı haline gelebilir ve belki de Nvidia'nın en azından bir kısmını taklit edebilir. (NVDA -2.17%) başarılar.

Kuantum Bilgisayara Yatırım Yapmak

Honeywell / Kuantum

Quantinuum, Honeywell Quantum Solutions ve Cambridge Quantum'un birleşmesinin sonucudur.

Honeywell şirketin çoğunluk hissedarı olmaya devam ediyor (muhtemelen %52 hisse) 5 milyar dolar değerinde bir bağış toplama turunun ardındanKurucusu Ilyas Khan'ın şirketin yaklaşık %20'sine sahip olduğu bildiriliyor. Diğer hissedarlar arasında JSR Corporation, Mitsui, Amgen, IBM ve JP Morgan yer alıyor.

Gelecekte Quantinuum'un potansiyel bir halka arzı, muhtemelen daha büyük bir kurumsal yeniden yapılanmanın parçası olarak, değerinin 20 milyar dolar kadar olduğu tahmin ediliyor ve 2026 ile 2027 arasında gerçekleşebilir.

Kuantum bilişim, Honeywell'in işinin merkezinde yer almıyor; daha çok havacılık, otomasyon ve özel kimyasallar ile malzemeler alanındaki ürünlere odaklanıyor.

Ancak bu alanların her biri, özellikle kuantum hesaplamadan faydalanabilir. hesaplamalı kimya ve kuantum siber güvenliği, Honeywell'e rakiplerine karşı bir avantaj sağlama potansiyeli taşıyor.

Şirketin şimdilik ana modeli, %2 iki kübitlik kapı sadakatine sahip, 56 kübitlik tuzaklanmış iyon çipi olan H99.895'dir.

Şirket, mümkün olduğunca çok sayıda kübit ekleyerek çok az hata ile yüksek kaliteli hesaplamalar yapmayı amaçlamış ve buna "hata toleranslı kuantum hesaplama" adını vermiştir.

Bu yaklaşım şirket tarafından "Daha iyi kübitler, daha iyi sonuçlar" olarak adlandırılıyor ve benzer miktarda kübit kullanıldığında 100-1,000 kat daha güvenilir sonuçlar elde ediliyor.

Kaynak: kuantum

Bu durum, savunma şirketi Thales'in (HO.PA -% 0.96) Zaten işbirliği yapıyor kuantum yanısıra uluslararası bankas HSBC ve JP Morgan.

Quantinuum ayrıca kendi tescilli kuantum hesaplamalı kimyasını da sunmaktadır InQuanto, ilaç, malzeme bilimi, kimyasallar, enerji ve havacılık uygulamaları için kullanılabilir.

Diğer birçok kuantum hesaplama şirketi gibi, Quantinuum Helios'u sunuyor, "donanım-hizmet-olarak"Kullanıcıların, sistemin karmaşık işletimiyle uğraşmak zorunda kalmadan kuantum hesaplamanın avantajlarından faydalanmalarını sağlar.

Quantinuum, Kasım 2024'te Alman Infineon ile ortaklık anlaşması imzaladıAvrupa'nın en büyük yarı iletken üreticisi. Infineon, entegre fotonik ve kontrol elektroniği teknolojisini, yeni nesil hapsolmuş iyon kuantum bilgisayarlarının yaratılmasına yardımcı olmak için kullanacak.

Entegre fotonik pratik kullanım alanlarına yaklaştıkça, bu ortaklığın Quantinuum'un geleceği için ne kadar önemli olabileceği artık netleşiyor. Bu noktada, şirketin bir sonraki adımının dünyanın ilk yapay zeka odaklı fotonik-kuantum çipini piyasaya sürmek olacağı anlaşılıyor.

Quantinuum, önümüzdeki aylarda devam eden iş birliklerinden elde edilen sonuçları paylaşarak, Üretken Yapay Zeka alanında kuantum odaklı gelişmelerin çığır açan potansiyelini sergileyecek.

Yenilikçi Gen QAI yeteneği, ilaç dağıtımında Metalik Organik Çerçevelerin kullanımını geliştirecek ve hızlandıracak, daha verimli ve kişiselleştirilmiş tedavi seçeneklerinin önünü açacak; ayrıntıları Helios'un lansmanında açıklanacak.

Quantinuum, Büyük Ticari Potansiyele Sahip Üretken Kuantum Yapay Zeka Atılımını Duyurdu

Bu yayında yer alan duyuru, Quantinuum'da yapılan yapay zeka-kuantum hesaplama bağlantısının hızlı ilerlemesiyle ilgili bir dizi haberin parçasıdır.

Devam eden kullanım örnekleri şirketin gelecekteki değerini ve dolayısıyla Honeywell'in buradaki payını ve yatırımcıların bundan elde edebileceği potansiyel karı önemli ölçüde artırabilir.

En Son Honeywell / Quantinuum (HON) Hisse Senedi Haberleri ve Gelişmeleri

Referans Verilen Çalışma

^{1. Yin, Z., Agresti, I., de Felice, G. ve ark. Fotonik işlemci üzerinde deneysel kuantum destekli çekirdek tabanlı makine öğrenmesi. Doğa Fotonikleri. (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-025-01682-5}