Intel, kuantum bilişim araştırma camiasını büyütmek için yeni kuantum çipini üniversite ve federal araştırma laboratuvarlarının kullanımına sunuyor.
Getirdiği Yenilikler: Bugün en yeni kuantum araştırma çipi olan 12 kübitlik silikon spin kübit Tunnel Falls’un piyasaya sürüldüğünü açıklayan Intel, bu çipi kuantum araştırma camiasının kullanımına sunuyor. Ayrıca Intel, kuantum bilişim araştırmalarını ilerletmek için University of Maryland, Fen Bilimleri Laboratuvarı (LPS), College Park’ın ulusal düzeyde bir Kuantum Bilgi Bilimleri (QIS) Araştırma Merkezi olan Qubit Collaboratory (LQC) ile işbirliği de yapıyor.
“Intel’in bugüne kadarki en gelişmiş silikon spin kübit çipi olan “Tunnel Falls”un temelinde, şirketin onlarca yıllık transistör tasarımı ve üretim uzmanlığını yatıyor. Yeni çipin piyasaya sürülmesi, Intel’in tam yığın (full-stack) ticari kuantum bilişim sistemi oluşturmaya yönelik uzun vadeli stratejisinin bir sonraki adımını teşkil ediyor. Hata toleranslı bir kuantum bilgisayara giden yolda çözülmesi gereken temel sorular ve zorluklar hâlâ mevcut olmakla birlikte, akademi camiası artık bu teknolojiyi keşfedebilir ve araştırma geliştirmeye giden yolu daha hızlı kat edebilir.” — Intel Kuantum Donanımları Direktörü Jim Clarke
Neden Önemli: Şu anda akademik kurumlar, Intel’inkiler gibi yüksek hacimli üretim ekipmanlarından yoksun. Tunnel Falls sayesinde, araştırmacılar kendi cihazlarını üretmeye çalışmak yerine, derhal deneyler ve araştırmalar üzerinde çalışmaya başlayabilirler. Sonuç olarak, kübitlerin ve kuantum noktalarının temelleri hakkında daha fazla bilgi edinmek ve birden fazla kübite sahip cihazlarla çalışmak için yeni teknikler geliştirmek de dahil olmak üzere daha geniş bir dizi deney mümkün hâle geliyor.
Bu konuya daha fazla eğilmek için Intel, ABD Ordusu Araştırma Ofisi aracılığıyla Qubits for Computing Foundry (Bilişim Dökümhanesi İçin Kübitler – QCF) programının bir parçası olarak LQC ile işbirliği yapıyor ve yeni kuantum çipini araştırma laboratuvarlarına veriyor. LQC ile yapılan işbirliği, araştırmacıların bu kübitlerin ölçeklendirilmiş dizileriyle çalışarak bizzat deneyim kazanmalarını sağlayarak silikon spin kübitlerinin demokratikleşmesine yardımcı olacak. Girişim; işgücü gelişimini güçlendirmeyi, yeni kuantum araştırmalarının kapılarını aralamayı ve genel kuantum ekosistemini büyütmeyi amaçlıyor.
LPS, Sandia National Laboratories, University of Rochester ve University of Wisconsin-Madison, programa katılan ilk kuantum laboratuvarları arasında yer alıyor. LQC, Tunnel Falls’u başka üniversitelerin ve araştırma laboratuvarlarının kullanımına sunmak için Intel ile birlikte çalışacak. Bu deneylerden elde edilen bilgiler, kuantum araştırmalarını ilerletmek ve Intel’in kübit performansını ve ölçeklenebilirliğini geliştirmesine yardımcı olmak için camiayla paylaşılacak.
“LPS Qubit Collaboratory, Ordu Araştırma Ofisi ile ortaklaşa olarak, kübit gelişiminde karşılaşılan büyük güçlüklerin üstesinden gelmeyi ve yarının kübitlerini yaratacak yeni nesil bilim insanlarını geliştirmeyi amaçlıyor” diye belirten LPS Kuantum Bilgi Bilimi Şefi Charles Tahan şöyle ekliyor: “Intel’in katılımı, spin kübitleri ve bunların kuantum bilişim için vaat ettiklerine ilişkin araştırmaları demokratikleştirmek için önemli bir kilometre taşını ve LQC’nin endüstriyi, akademiyi, ulusal laboratuvarları ve hükümeti bir araya getirme misyonunun bir örneğini temsil ediyor.”
Sandia National Laboratories Teknik Personelinin seçkin üyesi Dr. Dwight Luhman ise “Sandia National Laboratories olarak, Tunnel Falls çipinin alıcısı olmaktan heyecan duyuyoruz. Bu cihaz, Sandia’daki kuantum araştırmacılarının farklı kübit kodlamalarını doğrudan karşılaştırmalarına ve daha önce bizim için mümkün olmayan yeni kübit çalışma modları geliştirmelerine olanak tanıyan esnek bir platform. Bu gelişmişlik düzeyi, çoklu kübit rejiminde yeni kuantum işlemleri ve algoritmaları geliştirmemize ve silikon tabanlı kuantum sistemlerindeki öğrenme hızımızı artırmamıza olanak tanıyor. Tunnel Falls’un öngörülen güvenilirliği, Sandia’nın silikon kübit teknolojileri alanında çalışan yeni personeli hızla işe almasına ve eğitmesine de olanak tanıyacak” diyor.
“Silikon kübitlerin geliştirilmesine yirmi yıldır yatırım yapan UW-Madison araştırmacıları, LQC’nin hayata geçirilmesine ortak olmaktan büyük heyecan duyuyor” diye konuşan University of Wisconsin-Madison, Fizik Bölümü Başkanı ve John Bardeen Fizik Profesörü Mark A. Eriksson, sözlerine şöyle devam ediyor: “Öğrencilere tanınan Intel’in mikroelektronik uzmanlığı ve altyapısını temel alan endüstriyel cihazlarla çalışma fırsatı, hem teknik ilerlemeler hem de eğitim ve işgücü gelişimi için önemli fırsatlar sunuyor.”
Intel, öncü transistörlerle sinerjisi nedeniyle silikon spin kübitlerin diğer kübit teknolojilerinden üstün olduğuna düşünüyor. Yaklaşık 50 nanometreye 50 nanometre ölçüleriyle diğer kübit türlerinden 1 milyon kata kadar daha küçük ve bir transistör boyutunda olan bu kübitler, verimli ölçeklendirmeye olanak tanıma potansiyeli taşıyor. Nature Electronics’e göre, “Silikon, ölçeklendirilmiş kuantum bilişim sağlamak için en yüksek potansiyeli taşıyan platform olabilir.”
Aynı zamanda, gelişmiş CMOS üretim hatlarının kullanımı da Intel’in verim ve performans sağlamak için inovatif süreç kontrol tekniklerini kullanmasına olanak tanıyor. Örneğin Tunnel Falls 12 kübit cihazı, plaka boyunca yüzde 95 verim oranına ve CMOS mantık işlemine benzer voltaj tektipliğine sahip ve her plaka, 24.000’den fazla kuantum nokta cihazı sağlıyor. Bu 12 noktalı çipler, üniversitenin ya da laboratuvarın sistemlerini nasıl işlettiğine bağlı olarak, izole edilebilen ve eşzamanlı olarak işlemlerde kullanılabilen dört ila 12 kübit oluşturabilir.
Sırada Ne Var: Intel, Tunnel Falls’un performansını artırmak ve Intel Quantum Yazılım Geliştirme Kiti (SDK) ile tam kuantum yığınına entegre etmek için çalışmalarına durmaksızın devam edecek. Ayrıca Intel’in Tunnel Falls tabanlı olarak geliştirmekte olduğu yeni nesil kuantum çipinin 2024 yılında piyasaya sürülmesi bekleniyor. Gelecekte Intel, kuantum ekosistemini oluşturmak için küresel çapta başka araştırma kurumlarıyla da işbirliği yapmayı planlıyor.
