Microsoft'un yeni kuantum çipi: bin kat daha kararlı, ancak şüpheler devam ediyor

Microsoft, yeni Majorana 2 kuantum çipini tanıttı. Ticari olarak kullanılabilecek bir kuantum bilgisayarın 2029 yılına kadar piyasaya sürülmesi bekleniyor ancak uzmanlar bu konuda şüpheci olmaya devam ediyor.

Microsoft, Build konferansında Majorana 2 kuantum çipini tanıttı ve geniş kapsamlı vaatlerde bulundu: kuantum bilgisayarın temel yapı taşları olan kubitler, yeni çip üzerinde önceki Majorana 1 modeline göre bin kat daha kararlı olacaktı.

İddialı program

Özellikle Microsoft, kübitlerin ortalama süresinin 20 saniye olduğunu, hatta bazı durumlarda bir dakikaya kadar çıkabileceğini beyan ediyor. Karşılaştırma için: Diğer yaygın yaklaşımlar kübitlerin ömrünü mikrosaniyeler veya saniyenin milyonda biri cinsinden ölçer. Microsoft, farkı her gün yerine yalnızca birkaç yılda bir şarj edilmesi gereken bir cep telefonununkine benzetiyor.

Buna dayanarak şirket orijinal programını yarıya indirdi. Microsoft Quantum'un kurumsal başkan yardımcısı Zulfi Alam, “2029 yılına kadar ticari olarak uygulanabilir ve çözülebilir sorunların üstesinden gelebilecek bir kuantum makinemiz olacak” dedi.

Ancak mevcut çipte yalnızca on iki kübit bulunuyor; şirket, pratik bir kuantum bilgisayarı için milyonlara ihtiyaç duyulacağını tahmin ediyor.

Yeni malzeme, yeni mimari

Microsoft'a göre önceki modelle karşılaştırıldığında ana teknik fark, kullanılan malzemelerin karışımında yatmaktadır: Majorana 2, süper iletken alüminyumu kurşunla değiştiriyor ve onu indiyum arsenit ve indiyum arsenit antimonidden oluşan aktif bir yarı iletken bölgeyle birleştiriyor.

Bu değişikliğin, maddenin bilinen katı, sıvı ve gaz hallerinden farklı, özel bir durumu olan, daha sağlam bir topolojik aşamaya yol açması bekleniyor. Şirkete göre kübitleri dış müdahalelerden ve hatalardan korumayı amaçlayan topolojik boşluk, selefine göre iki kattan fazla.

Bileşenler, iki süper iletken nanotelden oluşan bir tür topolojik kubit olan tetronlardan oluşuyor.

Bunların uçlarında, eşlik hakkındaki kuantum bilgisini, yani çift veya tek elektron sayısını sağlam bir şekilde depolamayı amaçlayan Majorana sıfır modları bulunur. Temel aritmetik işlemler, her eşlik ölçümünün 0 veya 1 döndürdüğü ölçümler yoluyla gerçekleştirilir.

Şirket, Microsoft'un yapay zeka platformu Microsoft Discovery'nin geliştirmede önemli bir rol oynadığını söyledi. Yapay zeka ajanlarının iş akışlarını yönetmeye, ölçümleri otomatikleştirmeye ve üretim süreçlerini optimize etmeye yardımcı olduğu söyleniyor.

Aksi halde topolojik bir durum oluşturmak için gereken yüzlerce parametrenin manuel olarak ayarlanması haftalar alır. Ancak Microsoft Quantum ve Discovery'nin başkan yardımcısı Jason Zander, alüminyumu kurşunla değiştirme fikrinin insan bilim adamlarından geldiğini belirtti.

Dış denetim – ancak bağımsız bir değerlendirme değil

Microsoft, harici bir test olarak ABD araştırma ajansı DARPA'nın kuantum kıyaslama programına katılımını vurguluyor.

Şirket, programın son aşamasına kabul edilen iki şirketten biri. Orada Microsoft'un topolojik kübitlere dayalı, hataya dayanıklı bir prototip geliştirmesi bekleniyor. Zander, şirketin gizli ticari bilgiler de dahil olmak üzere tüm verileri ve çalışma belgelerini DARPA'ya sunduğunu söyledi.

Ancak duyuruya paralel olarak yayınlanan “20 Second Parity Lifetime in an InAs–Pb Tetron Device” adlı bilimsel makale, bilimde bir kalite standardı olarak kabul edilen bağımsız bir hakem incelemesi sürecinden, yani bağımsız uzmanlar tarafından yapılan incelemeden henüz geçmemiştir. Birlikte çalıştığı birçok bilim adamı BBC bunun hakkında konuşmuştu, daha fazla bilgi istemişti.

Surrey Üniversitesi'nden fizik profesörü Paul Stevenson, araştırma sonuçlarının iddiaları karşılaması koşuluyla Microsoft'un programını makul olarak nitelendirdi.

“Görünüşe göre Microsoft, güçlü topolojik kübitler geliştirmede bir atılım yapmış” dedi. “Eğer başarılı olurlarsa, çalışan bir kuantum bilgisayarı olmayan bir şirketten, yeni nesil hataya dayanıklı makineler yarışında ciddi bir rakibe dönüşecekler.”

Yükümlü araştırmaların tarihi

Duyuru zorlu bir geçmişin arka planına karşı geliyor. Microsoft, yaklaşık yirmi yıldır Majorana eyaletlerini temel alan topolojik kübitler üzerinde çalışıyor.

Uzmanlık dergisinde bir 2018 Doğa Şirketin ilk kez Majorana rahatsızlığına dair kanıt bulunduğuna inandığı yayınlanmış makale, orijinal verilerin analizinin bilimsel kalite standartlarını karşılamaması üzerine 2021 yılında geri çekilmek zorunda kaldı.

Microsoft'un Şubat 2025'te sunduğu selefi Majorana 1 de uzmanların karışık tepkilerine yol açtı. St Andrews Üniversitesi'nden fizikçi Henry Legg, o dönemde BBC'ye Microsoft'un kuantum araştırmasının “bilimden inanç alanına doğru ilerlediğini” söylemişti.

Ana tartışma, ölçülen sinyallerin Majorana sıfır modlarının açık bir kanıtı olup olmadığı veya daha geleneksel fiziksel etkilerle açıklanıp açıklanamayacağıdır. Zander yanıt verdi: “Bunu %100 destekliyoruz. Bilimsel titizliğe güveniyoruz. Her zaman fiziğin bir parçası olan tartışmayı memnuniyetle karşılıyoruz.”

Rekabetle yarışın

Microsoft'un yaklaşımı temelde rakiplerinden farklıdır. Willow çipli Google ve Nighthawk'lı IBM, daha iyi hata düzeltme özelliğine sahip artan sayıda süper iletken kübitlere güvenirken, Microsoft'un topolojik mimarisinin doğası gereği daha düşük hata oranlarına sahip olduğu ve dolayısıyla hata düzeltme için gereken çabayı önemli ölçüde azalttığı söyleniyor. Her iki rakip de hataya dayanıklı kuantum hesaplama için son tarih olarak 2029'u hedefliyor.

Zander'e göre Microsoft, ölçeklenebilir bir kuantum bilgisayarı üretebilirse, geleneksel bilgisayarların çözmesi onlarca yıl sürecek sorunları çözebilir.

Zander, “Bu, insanları değiştirmekle ilgili değil, daha ziyade onlara bu süreci hızlandırmalarına yardımcı olacak araçlar vermekle ilgili” dedi. Önümüzdeki yıllar bu iddianın gerçekleşip gerçekleşemeyeceğini gösterecek.