Kuantum hesaplamaya katılan herkesin sorulduğu sorulardan biri, “Teknoloji ne zaman ticari olarak uygulanabilir hale gelecek?”
Bu soru, Google’da kuantum bilgi işlem standartları üzerinde çalışan ve IEC/ISO Ortak Teknik Komitesine Kuantum Teknolojileri Standartları Başkanı ve Başkanı olarak görev yapan Austin Li tarafından Londra’daki açılış Quantum Datacenter Alliance Forumu’ndaki bir uzman paneline sunuldu.
Her ne kadar, yararlı görevler gerçekleştirebilen kuantum bilgisayarlar yapmak için gerekli olan mantıksal kubitler ve hata düzeltmesi etrafında çok fazla endüstri gürültüsü olma eğiliminde olsa da, tamamen çalışan ve ölçeklenebilir bir kuantum bilgi işlem sistemi için gereken çok sayıda yapboz eksiktir.
Ezoterik donanım
Forumda konuşan Quera baş teknoloji sorumlusu Alexander Keesling, tamamen farklı uygulama alanları için optimize edilen lazerlerin sınırlarını tartıştı. “Çok yüksek güçlü lazerler bulabilirsiniz, ancak bu lazerlerin herhangi bir tutarlılığı yoktur” dedi, bu da onları kuantum bilgisayarlarda kullanım için uygun hale getirmez.
Keesling’e göre endüstrinin çözmesi gereken bir diğer zorluk da ölçeklenebilirlik. Gerçekçi olarak, kubit sayısının iki katı olan bir sistemin iki katı büyüklüğündeki bir makine gerektirmemesi gerektiğini, kupit sayısı arttıkça bir kuantum bilgisayarın gerektirdiği altyapının kontrol altında tutulması gerektiğini de sözlerine ekledi.
“Bir kuantum bilgisayarın yanında başka bir sistem inşa edip sonra nasıl bağlanacağını anlarsak, genişletilebilir olduğunu söyleyebilirim. Ölçeklenebilir değil” dedi.
Oxford Quantum devrelerinde ürün geliştirme başkan yardımcısı Owen Arnold, bazı kuantum bilgisayar sistemlerinin gerektirdiği gibi, süper iletken bir ortam elde etmek için gereken seyreltme buzdolapları tedarikçileri ile çalışmadaki zorlukları tartıştı. “Bunlar çok etkileyici, ancak akademik bir pazar için büyük ölçüde inşa edildi” dedi.
Arnold’un deneyimine göre, seyreltme buzdolapları üreticileri, bu tür uzmanlaşmış ekipmanın bir veri merkezinde çalışmak için nasıl ölçeklendirilebileceğini düşünmelidir. “Bir seyreltme buzdolabına ihtiyacınız varsa, bu seyreltme buzdolabını çalıştırmak için uzmanlığa ihtiyacınız olacak” diye ekledi.
Başka bir husus, kuantum bilgisayarların deney için inşa edilme eğiliminde olmasıdır. “Deney düşüyor; başarısız oluyor, bu büyük ölçüde kabul edilebilir. Az sayıda insan bundan etkileniyor” dedi.
Ancak, kuantum bilgi işlem endüstrisinin bu tür makineleri veri merkezlerine dağıtma hedeflerini düşündüğünüzde, artık sadece sınırlı bir kesinti ile başarısız olabilecek bir deney değildir. Bunun yerine, beş dokuz (%99.999) çalışma süresi gereklidir. Arnold, “Bu birimler için çok daha iyi teşhis yapmak istiyoruz. Bakım döngüsünü kontrol etmek istiyoruz ve gereksiz gücün orada olduğundan emin olmak istiyoruz” diye ekledi.
Kuantum hesaplamasının arkasındaki bilim, yüksek derecede güvenilirlik ile performans gösterebileceği noktaya ilerleyebilse ve endüstri, veri merkezine hazır kuantum bilgi işlem sistemleri yapabilir, dataCentre ölçekli benimsenmesi için programlanabilirlik kolaylığı ele alınmalıdır.
Programlama kolaylığı ve hibrit karmaşıklık
QuanTinuum’da yönetim sunma direktörü Josh Savory, şirketin forumdaki 2029 yol haritasını ve o zamana kadar ticari olarak uygun bir şey sunmak için üstesinden gelmesi gereken zorlukları tartıştı. Standartlar etrafında endüstri uyumunun olması gerektiğine inanıyor.
Savory, kuantum programlama dili tasarımındaki ilerlemeleri hızlandırmak için gerekli derleyici teknolojisini tasarlamak ve uygulamak için topluluk çapında QIR ve kuantum devrelerini kod olarak ifade etmenin bir yolu sağlayan bir programlama dili olan CQASM, uygulama geliştiricileri için düzgün bir programlama arayüzü sağlamak için gerekli olduğunu söyledi.
Uzmanlar paneli ayrıca kuantum bilgisayarların klasik yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) ile birlikte nasıl uyacağını tartıştı. Bu yaklaşım, birçok kuantum bilgi işlem şirketinin makinelerini veri merkezlerine dağıtmasında seyahat yönü olsa da, böyle bir mimari çok karmaşıktır.
Quera’nın Keesling, “Bugün çözmeye çalıştığımız sorun türleri bir kuantum bilgisayarla nasıl hızlandırılabilir” dedi.
HPC mimarisinde en iyi şekilde çalışan ve bu farklı hesaplama kaynakları arasında düzenlenen bir kuantum bilgisayara gönderilebilen uygulama kodunu dikkate almak gibi faktörler, hibrid bir yaklaşım benimsenmesi durumunda endüstrinin cevaplaması gereken sorulardır.
Kuantum bilgi işlem konusunda, en azından teknoloji perspektifinden, endüstrinin hedeflerine ulaşılabileceğini gösteren çok sayıda araştırma yapılmıştır. Ancak Quantum Datacenter Alliance Forumu’ndaki Uzmanlar Panelinden gelen mesaj, bu makineler ticari bir veri merkezinde gerçekten ölçeklenmeden önce çok daha fazla iş yapılması gerektiğiydi.