Nvidia'nın Yeni Kuantum Katmanı Fermilab'ın Tasarım Süresini Kısalttı

Nvidia, açık kaynaklı kuantum platformuna CUDA-Q Logical adında yeni bir orkestrasyon katmanı ekledi. Bu katman, hata toleranslı kuantum hesaplamanın zorlayıcı yönlerini hedef alıyor. Henüz var olmayan bir makine için uygulama tasarlamak, algoritmalar, hata düzeltme kodları ve donanım üzerinde tahmin yürütmeyi gerektiriyor. Bu unsurlardan herhangi birinin değiştirilmesi, diğer ikisinin kaynak gereksinimlerini de yeniden yazıyor.

Fermilab, bu sürecin maliyetini somut bir şekilde ortaya koydu. Fermilab'ın teknoloji müdürü Anna Grassellino, bir ekibin bu kaynakların kombinasyonlarını keşfetmek için üç hafta harcadığını, bunun daha önce beş ay sürdüğünü belirtti. Bu süreçte Fermilab’a ek olarak Sandia Ulusal Laboratuvarları, Infleqtion, IonQ, Iceberg Quantum, IQM Quantum Computers, QCDesign ve Quantum Motion gibi yedi kuruluş da yer aldı.

Iceberg Quantum, Diraq ile işbirliği yaparak 1.000 mantıksal qubitin 150.000 fiziksel qubit içinde ulaşılabilir hale geldiğini iddia ediyor. Nvidia, bu sayının önceki tahminlerden yaklaşık on kat daha az olduğunu belirtiyor. Hata toleranslı hesaplamada en büyük sorun, mantıksal qubitlerin birçok hata yapabilen fiziksel qubitlerden oluşmasıdır. Dolayısıyla, bu tür bir azaltma, işlevsel makinelerin inşa edilebileceği tarihi ileriye çekiyor.

Ancak, bu mantıksal qubitlerin hiçbiri mevcut değil. Bunlar, simülasyonlar sonucunda üretilen kaynak tahminleridir. Sandia, farklı platformlar arasında yarı ölçekli kuantum hesaplamaya yönelik ilerlemeyi ölçmek için QUOPS adında bir kıyaslama ölçütü geliştirdi. Her şirketin farklı sayılar bildirdiği bir alanda, çoklu satıcılar arasında bir ölçüt oluşturmak gerçekten faydalı olabilir.

Ayrıca, Bristol merkezli Phasecraft, THRIFT algoritması ile ilgili 10 kat iddiasını geçtiğimiz yıl Nature Communications dergisinde duyurmuştu ve Nvidia’nın cuQuantum araç setini kullanan bir kullanıcı olarak anıldı. Aynı gün yayınlanan ayrı bir moleküler veritabanı duyurusu, daha büyük bir platform lansmanının parçası olarak değerlendiriliyor.

Nvidia’nın başkan yardımcısı Timothy Costa, bu lansmanı mantıksal qubitler dönemi ve araştırmacıların açık, özelleştirilebilir bir platforma ihtiyaç duyması etrafında şekillendirdi. CUDA-Q, açık kaynaklı bir sistem olduğu için benimseme engellerini azaltıyor ve bir kuruluşun tasarım çalışmaları bu sistemde ifade edildiğinde ayrılmayı zorlaştırıyor.

Nvidia, kuantum bilgisayarlar inşa etmemekte ve böyle bir isteği de göstermemekte. Şirket, her şeyin geçmesi gereken klasik katmanı inşa ediyor ve ardından kenarlarına yatırım yapıyor. Mayıs ayında, fiziksel qubitlerin sayısını artırmak yerine hata toleransı hedefleyen Alice & Bob adlı Paris merkezli bir girişimi destekledi. Bu strateji, hangi qubitin kazanacağına bakılmaksızın donanımdan bağımsızdır, çünkü orkestrasyon hala GPU'lar üzerinde çalışıyor.

Kuantum hesaplama, sıradan altyapılara da girmeye başladı. Oracle, uzaktan erişim sağlamak yerine kendi veri merkezine bir Quantinuum makinesi kuruyor. 2024 yılında Birleşik Krallık’ın ikinci ticari makinesi, 32-qubit Rigetti, çevrimiçi hale geldi. Donanım gerçek, küçük ve hata yapma eğiliminde; bu nedenle tasarım sorunları büyük önem taşıyor.

Buradaki tüm rakamlar Nvidia ve adını andığı ortaklardan geliyor ve hiçbiri duyuruda hakemli bir sonuçla ilişkilendirilmemiştir. Fermilab karşılaştırması, yavaş yöntemle yapılmamış işin içsel bir tahminidir. 150.000 qubit sayısı ise on kat iyileşmenin ölçüleceği yayımlanmış bir temel ile ilişkilendirilmemiştir. Her iki tahmin de geçerliliğini koruyabilir, ancak henüz gösterilmemiştir.