Majorana 1, daha önce görülmemiş kuramsal bir madde biçimi olan ‘topolojik süperiletkenliğe’ dayanıyor.
Microsoft, araştırmacılarının maddenin yeni bir haline dayanan yeni bir kuantum bilgisayar işlemcisi yaptıklarını söylüyor. Majorana 1 adı verilen bu teknolojik sıçramayla birlikte yapay zeka, tıp araştırmaları, sürdürebilir enerji ve diğer pek çok endüstride şu an mümkün olmayan gelişmeleri gerçeğe dönüştürecek güçlü kuantum bilgisayarların dönemine doğru büyük bir adım atıldı.
Geleneksel bilgisayarlar, icat edildikleri zamandan beri neredeyse her zaman yarıiletken çiplere dayanıyordu. Bu çipler, 1 ve 0 şeklindeki diziler halinde temsil edilen ikili bilgi “bit”lerini kullanıyor. Günümüzde kullanılan bu çipler giderek güçlenip aynı zamanda küçüldüyse de bu donanımlarda depolanabilen bilgi miktarının fiziksel bir sınırı var. Kuantum bilgisayarlar ise genelde son derece düşük sıcaklıklarda atom altı parçacıkların sergilediği tuhaf özelliklerden faydalanarak kübit adı verilen kuantum bitler kullanıyor.
İki kübit, belli bir zamanda dört değer taşıyabiliyor ve daha fazla kübit, hesaplama kabiliyetlerinde katlanan bir artışa dönüşüyor. Böylelikle bir kuantum bilgisayarı, günümüzdeki süperbilgisayarları neredeyse çağdışı bırakan hız ve ölçeklerde bilgi işleyebiliyor. Örneğin Google’ın Aralık ayında görücüye çıkardığı deneysel kuantum bilgisayar sistemi, araştırmacılara göre çoğu süperbilgisayarın 10 septilyon yılı aşkın sürede tamamlayacağı bir hesaplamayı sadece beş dakikada yaptı; 10 septilyon yıl, bildiğimiz haliyle evrenin yaşından daha uzun.
Fakat Google’ın Kuantum İşlem Birimi (QPU), geçtiğimiz hafta NAture bülteninde yayımlanan bir makalede detaylarıyla anlatılan Microsoft’un Majorana 1 tasarımından farklı bir teknolojiye dayanıyor. 17 yılı aşkın tasarım ve araştırmanın sonucu olan Majorana 1, firmanın “topolojik kübitler” adını verdiği topolojik süperiletkenlik teknolojisiyle çalışıyor. Maddenin bu yeni hali daha önce kavramsallaştırılmış olsa da hiç belgelenmemiş.
Majorana 1, elektronlara dayanan geleneksel bilgisayarların aksine Majorana parçacığını kullanan “dünyanın ilk topokondüktörüyle” çalışıyor. Bu parçacığı ilk olarak kuramsal fizikçi Ettore Majorana 1937 yılında tanımlamış. Microsoft’un aktardığına göre “kapı tanımlı cihazlara” dayanan makine, indiyum arsenür yarıiletkeniyle bir süperiletken olan alüminyumu buluşturuyor. Topokondüktörün sıcaklığı mutlak sıfıra düşürülüp (yaklaşık -240 derece Celsius) manyetik alanlara ayarlandığı zaman cihazlar, “tellerin uçlarında Majorana Sıfır Modları (MZM) ile beraber topolojik süperiletken nano teller oluşturuyor”.
Majorana 1, söylenene göre rakip Kuantum İşlem Birimi tasarımlarından daha güvenilir olsa da bütün deneysel kuantum bilişim çiplerinin taşıdığı bir problemi sergiliyor. Kuantum parçacık fiziğinde açıklığa kavuşturulduğu üzere kübitler aynı anda bilginin iki halini taşıyabiliyor fakat insan operatörler onları okumaya kalkıştıkları zaman, bu bilgi temel bir 1’e veya 0’a dönüşüp “kayboluyor”. Ancak Microsoft’un araştırmacıları, daha fazla ince ayar yapılmasıyla sonunda ilk gerçek kuantum bilgisayarların temelini oluşturacak daha güvenilir ve ölçeklenebilir topokondüktörlerin ortaya çıkacağını ümit ediyor. Majorana 1 şu an sadece sekiz kübit taşıyor ve bu durum, onu mevcut QPU prototiplerinden farklı bir hale getirmiyor. Ancak çok daha fazlasını barındırmak için yapılmış: Daha kesin konuşmak gerekirse 1 milyon kübiti.
Microsoft’un teknik araştırma görevlisi ve şirketin Kuantum Donanım Başkan Yardımcısı Chetan Nayak, “Bir milyon kübitli kuantum bilgisayar sadece bir kilometre taşı değil, aynı zamanda dünyanın en zor problemlerinden bazılarını çözmenin de yolu” diyor.
Yazar: Andrew Paul/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
