Japonya, Dünyanın En Gelişmiş Kuantum-Klasik Hibrit Hesaplama Sistemini Tanıttı

Japonya, IBM’in en yeni kuantum teknolojisini dünyanın en hızlı süper bilgisayarlarından biriyle birleştirerek, dünyanın en gelişmiş kuantum-klasik hibrit sistemine ev sahipliği yapmaya başladı.

Salı günü IBM ile Japonya'nın ulusal araştırma laboratuvarı RIKEN, ABD dışına kurulan ilk IBM Quantum System Two sistemini resmen tanıttı. Sistem, Japonya’nın amiral gemisi süper bilgisayarı Fugaku ile doğrudan entegre edildi.

Kurulum, kuantum ve klasik sistemlerin birlikte çalışarak tek başına çözemeyecekleri problemleri ele alabileceği bir çağ olan “kuantum merkezli süper hesaplama” yaklaşımına yönelik önemli bir adımı temsil ediyor.

Hesaplama Gücünün Birleşimi

Kobe şehrinde devreye alınan sistemde, IBM’in bugüne kadar ürettiği en yüksek performanslı kuantum işlemcisi olarak tanımlanan 156 kübitlik Heron işlemcisi yer alıyor. Heron, bir önceki nesil olan 127 kübitlik IBM Quantum Eagle işlemcisine kıyasla on kat daha hızlı ve daha düşük hata oranına sahip.

Yeni nesil Heron, klasik makinelerde kaba kuvvetle simüle edilemeyecek karmaşıklıktaki devreleri artık çalıştırabiliyor.

IBM Quantum Başkan Yardımcısı Jay Gambetta, “Geleceğin hesaplama yaklaşımı kuantum merkezlidir ve RIKEN’deki ortaklarımızla birlikte bu vizyonu gerçeğe dönüştürme yolunda büyük bir adım atıyoruz. Yeni IBM Quantum System Two, en yeni Heron işlemcimizle güçlendirilmiş olarak ve Fugaku ile bağlantılı biçimde, bilim insanlarının ve mühendislerin imkansızın sınırlarını zorlamasına olanak tanıyacak.” dedi.

Algoritmalar için Yeni Bir Ölçek

RIKEN’deki araştırmacılar, sistemin ilk kullanım alanı olarak kimya ve malzeme bilimi gibi alanlarda kuantum-klasik hibrit algoritmalar geliştirmeyi hedefliyor. Heron ile Fugaku arasında kurulan doğrudan bağlantı, iki sistemin düşük gecikmeyle ve komut düzeyinde koordinasyon içinde çalışmasına imkan tanıyor. Bu entegrasyon, yakın vadede pratik kuantum uygulamaları geliştirme yolunda kritik bir eşik olarak görülüyor.

RIKEN Hesaplamalı Bilim Merkezi, Kuantum-HPC Hibrit Platform Bölümü Direktörü Dr. Mitsuhisa Sato şunları söyledi: “Fugaku ve IBM Quantum System Two’nun birleşimiyle RIKEN, Japonya’yı yüksek performanslı hesaplamada yeni bir çağa taşımayı amaçlıyor.Misyonumuz, bilim topluluğu ve sanayi tarafından keşfedilebilecek pratik kuantum-HPC hibrit iş akışlarını geliştirmek ve sergilemek. Bu iki sistemin bağlantısı, bu vizyonu gerçekleştirme yolunda kritik adımlar atmamızı sağlıyor.”

Sistemler arasında komut düzeyinde yüksek hızlı bir ağ bağlantısı kurularak, kuantum merkezli süper hesaplama için bir test ortamı oluşturulmuş durumda.

Bu derin entegrasyon sayesinde mühendisler paralel iş yükleri, düşük gecikmeli kuantum-klasik iletişim protokolleri ve optimize yazılım katmanları geliştirebilecek. Her sistemin en iyi olduğu işlemleri üstlenmesine olanak tanıyan yapı, iki hesaplama paradigmasının avantajlarını bir araya getiriyor.

Uygulamalı Kuantum Avantajına Doğru

RIKEN’de kurulan IBM Quantum System Two, IBM ve RIKEN araştırmacıları arasında daha önceki iş birliklerine dayanıyor. Bu iş birliklerinin hedefi, kuantum avantajı olarak tanımlanan noktaya ulaşmak — yani kuantum sistemlerin klasik sistemleri hız, maliyet ya da doğruluk açısından geride bırakması.

Çalışmalardan biri kısa süre önce Science Advances dergisinin kapağında yer aldı. Araştırma kapsamında örnek tabanlı kuantum diyagonalizasyon (SQD) yöntemi kullanılarak demir sülfürlerin elektronik yapısı modellenmişti. Doğal ve organik sistemlerde yaygın olarak bulunan bu bileşiğin doğru şekilde simüle edilmesi, daha önce yalnızca hataya dayanıklı kuantum bilgisayarlarla mümkün kabul ediliyordu.

Ancak SQD yöntemi, güçlü klasik altyapılarla entegre edilen mevcut nesil kuantum makinelerin dahi böyle karmaşık hesaplamaları gerçekleştirebileceğine dair umut verici bir örnek sunuyor.

‍

‍

‍

Kaynak: https://interestingengineering.com/innovation/japan-ibm-quantum-fugaku-hybrid