Bilgisayar
Tek Atomlu Kübitlerle Kuantum Bilgisayarların Ölçeklendirilmesi
Securities.io titiz editoryal standartlarını korur ve incelenen bağlantılardan tazminat alabilir. Kayıtlı bir yatırım danışmanı değiliz ve bu bir yatırım tavsiyesi değildir. Lütfen şuraya bakın: bağlı kuruluş açıklaması.
Tek Atomlu Kübitler: Kuantum Hesaplamada Yeni Bir Dönem
Kuantum bilgisayarlar, hesaplamalar için tek tek atomların davranışlarındaki küçük değişimlerden yararlanan olağanüstü derecede karmaşık makinelerdir. Bu nedenle, evrenin doğasına dair hem atom hem de tek tek parçacık ölçeğinde yeni bakış açıları sunarlar ve bu bakış açılarını kullanırlar.
Ölçeklenebilir kuantum bilgisayarları inşa etmek için muhtemelen bu tür içgörülere ihtiyaç duyulacaktır, çünkü sistem ne kadar karmaşıksa, pratik kullanımlar için yeterince büyük bir yapı inşa etmek de o kadar zor olacaktır.
Avustralya'daki Sidney Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, yakın zamanda birden fazla kuantum hesaplama verisini tek bir atoma kodlamayı başardılar ve bu, kuantum hesaplama kübitlerinin (yani "normal" bilgisayarların bitlerinin kuantum eşdeğeri) fiziksel boyutunda devrim yaratma potansiyeline sahip.
Sonuçlarını saygın bilim dergisi Nature Physics'te yayınladılar1, Başlığın altında "Gottesman–Kitaev–Preskill mantıksal kübitleri için evrensel kuantum kapısı kümesi anlayışının sonucu olarak, buzdolabında iki üç günden fazla durmayan küçük şişeler elinizin altında bulunur.
Qubit'i Güvenilir Hale Getirmek
Günümüzde kübitler ya “hapsed iyon” adı verilen bir yöntemle ya da ultra soğuk süperiletken malzemeler kullanılarak üretiliyor.
Kaynak: Forbes
Her iki yöntemin de kendine göre sınırlamaları vardır:
- Tuzaklanan iyonlar sadece bir avuç kübit içeriyor, ancak daha güvenilirler ve daha az hata üretiyorlar.
- Süperiletken malzemeler daha fazla kübite sahip olduklarından ölçeklendirilmesinin daha kolay olması bekleniyor, ancak hataya daha yatkınlar.
Her iki durumda da hata oranı fiziksel-mantıksal kübit oranını, yani bir hesaplama açısından işlevsel bir kübit oluşturmak için gereken fiziksel kübit miktarını etkiler.
Kullanışlı (veya mantıksal) kübit sayısı arttıkça, ihtiyaç duyulan fiziksel kübit sayısı da artar. Bu sayı arttıkça, kullanışlı bir kuantum makinesi yaratmak için gereken kübit sayısı bir mühendislik kabusu haline gelir.
Dolayısıyla, kuantum bilgisayarlarını daha hataya dayanıklı hale getirmek, şu anda bu alandaki araştırmacıların belki de en önemli görevidir, çünkü bu, büyük ölçekli, kullanışlı kuantum bilgisayarlarının inşasının önündeki en büyük engeli ortadan kaldıracaktır.
Kaydırmak için kaydırın →
| Kübit Türü | ölçeklenebilirlik | Hata oranı | Sıcaklık |
|---|---|---|---|
| Sıkışmış İyon | Düşük (birkaç kübit) | Düşük | Oda sıcaklığı |
| süper iletken | Yüksek | Yüksek | Mutlak sıfıra yakın |
| Tek Atom (Sidney) | Potansiyel olarak yüksek | GKP ile düzeltilebilir | Oda sıcaklığı |
Küçülen Kübitler
Avustralyalı araştırmacılar, yüklü bir iterbiyum atomu içeren tuzaklanmış bir iyon kuantum hesaplama sistemi ve Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) kodu adı verilen bir veri kodlama biçimi kullandılar.
GKP, kuantum bilgisayarlarındaki hataları düzeltmeye yardımcı olması beklenen bir kod türüdür. Ancak pratikte böyle bir kod oluşturmak şimdiye kadar zordu.
Anahtar, bilgisayarların (kuantum ve klasik) programlanabilir olmasını sağlayan bir bilgi anahtarı olan bir "mantık kapısı" yaratmaktır.
Araştırmacılar, Kuantum Kontrol Laboratuvarı'ndan çıkan yan kuruluş Q-CTRL tarafından geliştirilen bir kuantum kontrol yazılımını kullanarak verileri 3 boyutlu olarak tek bir atoma kodladılar.
Esasında, iki veri seti tek bir atomun titreşimi olarak depolanır, bir set "soldan sağa" titreşim olarak, bir set de "yukarıdan aşağıya" titreşim olarak.
"Etkili bir şekilde, tek bir tuzağa düşürülmüş iyonda iki hata düzeltilebilir mantıksal kübiti saklıyoruz ve bunlar arasındaki dolanıklığı gösteriyoruz.
Vassili Matsos – Fizik Okulu ve Sydney Nano'da doktora öğrencisi
Tek Atomlu Bir Mantık Kapısı Oluşturma
Kuantum fiziğinin bu başarısını gerçekleştirmek için, tek atomu tuzakta tutmak amacıyla oda sıcaklığında karmaşık bir lazer dizisi kullandılar. Böylece atomun doğal titreşimlerinin kontrol edilmesi ve karmaşık GKP kodlarının üretilmesi için kullanılması sağlandı.
Kaynak: Doğa Fiziği
"Oda sıcaklığı" kısmı çok önemlidir, çünkü bu kısmı, mutlak sıfıra yakın sıcaklık ve sıvı helyum gerektiren süperiletken kuantum bilgisayarlarına göre doğası gereği daha kolay ve daha ucuz bir şekilde gerçekleştirir.
“Deneylerimiz GKP kübitleri için evrensel bir mantıksal kapı kümesinin ilk kez gerçekleştirildiğini gösterdi.
Bunu, sıkışmış bir iyonun doğal titreşimlerini veya harmonik salınımlarını hassas bir şekilde kontrol ederek, bireysel GKP kübitlerini manipüle edebilecek veya onları bir çift olarak dolaştırabilecek şekilde yaptık."
Ölçeklenebilir Kuantum Bilgisayarlara Doğru
Bu keşfi bu kadar önemli kılan şey, oda sıcaklığı kontrollerinin, tek atomlu mantık kapısının ve hata azaltma kodunun birleşimidir.
Birlikte, bu, inşa edilmesi çok daha basit ve ölçeklendirilmesi çok daha kolay olabilecek yeni bir tür sıkışmış iyon kuantum bilgisayarının yolunu açıyor.
“Deneylerimiz önemli bir dönüm noktasına ulaştı ve bu yüksek kaliteli kuantum kontrollerinin yalnızca bir mantıksal kübitten fazlasını manipüle etmek için önemli bir araç sağladığını gösterdi.
Bu kübitleri kullanarak evrensel kuantum kapılarını göstererek, büyük ölçekli kuantum bilgi işleme süreçlerini son derece donanım açısından verimli bir şekilde yürütmek için bir temel oluşturduk.”
Buna paralel olarak, kuantum bilgisayarların birbirine bağlanmasının potansiyelini gösteren birkaç yeni keşif de yakın zamanda yapıldı. Dolayısıyla, her biri daha güçlü hale geliyorsa ve kuantum ağları gerçeğe yaklaşıyorsa, bu durum kullanılabilir kübit kapasitesinde bir patlamaya yol açabilir.
Kuantum Bilgisayarlar Yeni Fiziğin Kilidini Açıyor
Ölçeklenebilir kuantum bilgisayarların, ikili bilgisayarlarla hesaplanması çok zor olan karmaşık problemleri çözmedeki muazzam kapasiteleri sayesinde kriptografi ve bilimsel araştırmalarda devrim yaratması muhtemel.
Ancak aynı zamanda fizikçilerin kuantum alemini incelemeleri için tamamen yeni bir yol da açabilir.
Nature dergisinde yayınlanan yeni bir yayına göre, Princeton Üniversitesi, Cornell Üniversitesi, Purdue Üniversitesi, Nottingham Üniversitesi (İngiltere), Münih Teknik Üniversitesi (Almanya) ve Google Araştırma'daki araştırmacılar tarafından Google'ın kuantum bilgisayarları üzerinde yapılan analizlerden elde edilen sonuçlar şöyle:2, başlıklı “(2 + 1)D kafes gösterge teorilerinde yüklerin ve dizilerin dinamiklerinin görselleştirilmesi anlayışının sonucu olarak, buzdolabında iki üç günden fazla durmayan küçük şişeler elinizin altında bulunur.
Ölçüm Ölçer Teorisi
Google kuantum bilgisayarı, araştırmacıların "Kafes Ölçer Teorisi" (LGT) olarak adlandırılan, gösterge alanlarının (elektromanyetik alan gibi kuvvetleri ileten alanlar) ve gösterge bozonlarının (bu kuvvetleri taşıyan temel parçacıklar) varlığını varsayan bir kuantum alan teorisi türü üzerinde deney yapmalarına ve test etmelerine olanak sağlıyor.
Kaynak: Tabiat
Ekip, parçacıkların ve onları birbirine bağlayan görünmez "iplerin" nasıl davrandığını, dalgalandığını ve hatta kırıldığını gösterdi.
Kaynak: Tabiat
Araştırmacılar, söz konusu çalışmada bu "sicimlerin" kuantum bilgisayarlarda ölçülebileceğini ve gözlemlenebileceğini doğruladılar.
“Kuantum işlemcinin gücünden yararlanarak, belirli bir tür gösterge teorisinin dinamiklerini inceledik ve parçacıkların ve onları birbirine bağlayan görünmez ‘sicimlerin’ zaman içinde nasıl evrimleştiğini gözlemledik.”
Parçacık hızlandırıcılarının çok yüksek enerji seviyelerine ihtiyaç duymadan, kuantum etkilerinin gözlemlenebileceği oldukça kontrollü durumlar yaratılarak, kuantum bilgisayarlarının temel fizik araştırmalarının temel araçları haline gelebileceği açıkça ortaya çıkıyor.
"Çalışmamız, kuantum bilgisayarlarının evrenimizi yöneten temel kuralları keşfetmemize nasıl yardımcı olabileceğini gösteriyor.
Bu etkileşimleri laboratuvarda simüle ederek teorileri yeni yollarla test edebiliriz.”
Michael Knap, TUM Doğa Bilimleri Okulu'nda Toplu Kuantum Dinamikleri Profesörü
Ölçeklenebilir Kuantum Bilgisayarlarının Geleceği
Kuantum Bilgisayarların potansiyeli henüz tam olarak anlaşılamamıştır; tıpkı ilk bilgisayarların delikli kartlardan vakum tüplerine ve ardından silikon transistörlere geçişi gibi, temel prensipleri düzenli olarak yeniden keşfedilmektedir. Ancak değişimin hızı çok daha yüksektir.
Bu, çok yakında daha büyük, daha güçlü kuantum bilgisayarlarının üretiminde önemli ilerlemeler kaydedilebileceği ve bunların daha büyük kapasiteler için ağlarla birbirine bağlanabileceği anlamına geliyor.
Bu, yalnızca çok daha yüksek hesaplama kapasitelerine değil, aynı zamanda örneğin maddenin tamamen yeni bir hali gibi, maddeler ve kuantum fiziği hakkında tamamen yeni bir anlayışa da yol açabilir. Microsoft kuantum hesaplama ekipleri tarafından yakın zamanda gösterilen "topolojik durum" (Majorana-1 çipi).
Kuantum Bilgisayara Yatırım Yapmak
Honeywell / Kuantum
(HON )
Google'ın kuantum bilgisayarı kuantum fiziği teorisi hakkında yeni bilgiler ortaya koyabilirken, hapsedilmiş iyon teknolojisi kullanılarak potansiyel bir 1 atomlu kübitin keşfi, bu yöntemi süperiletken kuantum bilgisayarlarına kıyasla ticari olarak uygulanabilirliğe çok daha yakın hale getiriyor gibi görünüyor.
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 H99.895'dir.
Şirket, mümkün olduğunca çok sayıda kübit ekleyerek, çok az hata ile yüksek kaliteli hesaplamalar yapmayı hedeflemiş ve "hata toleranslı kuantum hesaplama" olarak adlandırılan bir yöntem ortaya çıkarmıştır.
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, savunma şirketi Thales'in (HO.PA -% 0.96) Quantinuum ile halihazırda işbirliği yapıyoruz yanısıra uluslararası bankalar 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, "donanım hizmeti olarak" Helios'u sunuyorKullanıcıların, 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 açıkça görülüyor. 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
Devam eden kullanım örnekleri şirketin gelecekteki değerini ve dolayısıyla Honeywell'in hisse senedindeki payını ve yatırımcıların bundan elde edebileceği potansiyel karı önemli ölçüde artırabilir.
(Hakkında daha fazlasını okuyabilirsiniz Şirkete özel hazırlanan raporda Honeywell'in otomasyon, havacılık ve ileri malzemeler alanındaki diğer endüstriyel faaliyetleri yer alıyor).
En Son Honeywell (HON) Hisse Senedi Haberleri ve Gelişmeleri
Referans Verilen Çalışmalar
1. Matsos, VG, Valahu, CH, Millican, MJ ve diğerleri. Gottesman–Kitaev–Preskill mantıksal kübitleri için evrensel kuantum kapısı kümesi. Doğa. Fizik. (2025). https://doi.org/10.1038/s41567-025-03002-8
2. Cochran, TA, Jobst, B., Rosenberg, E. ve diğerleri. (2 + 1)D kafes gösterge teorilerinde yüklerin ve dizilerin dinamiklerinin görselleştirilmesi. Doğa 642, 315 – 320 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08999-9
