IBM, 10 Haziran 2025’te yaptığı açıklamada, mevcut kuantum bilgisayarların hesaplama kapasitesini önemli ölçüde aşacak hata-düzeltmeli bir kuantum bilgisayar inşa etmeyi planladığını duyurdu. Şirket, bu sistemi 2028 yılına kadar tamamlamayı ve 2029 itibarıyla bulut üzerinden kullanıcıların erişimine sunmayı hedefliyor.
“Starling” adı verilen bu yeni kuantum bilgisayar, New York eyaletinin Poughkeepsie şehrinde kurulacak bir veri merkezinde konumlandırılacak ve modüler bir ağ mimarisiyle tasarlanacak. Her bir modül, birden fazla çipten oluşacak şekilde yapılandırılacak. IBM Kuantum Girişimi Başkan Yardımcısı Jay Gambetta, konuyla ilgili yaptığı açıklamada, “Alanı inşa etmeye başladık bile” ifadelerini kullandı.
Şirket, Starling’in kuantum bilişimde önemli bir dönüm noktası olacağını öne sürüyor. Bu sistemin, büyük ölçekli hata düzeltmeyi başarıyla uygulayan ilk kuantum bilgisayar olması hedefleniyor. Eğer bu hedefe ulaşılırsa, IBM; Google, Amazon Web Services, QuEra ve PsiQuantum gibi rakiplerini geride bırakarak kuantum bilişimin en büyük teknik engellerinden birini aşmış olacak.
Gambetta, IBM’in bu avantajı elde etmesinin nedenini, algoritma geliştirmeden çip paketlemesine kadar tüm bileşenlerde sağlanan bütüncül ilerlemelere bağlıyor. “Kuantum hata düzeltmenin şifresini çözdük ve artık bilimsel araştırma aşamasından mühendislik uygulama aşamasına geçmiş durumdayız,” ifadelerini kullanıyor.
Kuantum bilgisayarlarda hata düzeltme, bu makinelerin klasik bilgisayarlardan farklı çalışma prensipleri nedeniyle mühendislik açısından oldukça zorlu bir süreçtir. Klasik bilgisayarlarda bilgi, 1 ve 0’larla temsil edilen bitler aracılığıyla işlenirken; kuantum bilgisayarlarda bu işlev, aynı anda birden fazla durumu ifade edebilen kuantum bitleri (qubit’ler) sayesinde gerçekleştirilir. IBM, qubit’lerini süperiletken devreler kullanarak üretir ve bu devreleri çip üzerinde birbirine bağlı bir yapıda, mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda çalıştırır.
Kuantum bilgisayarlar, özellikle komşu qubit’lerin birbirini istem dışı etkilemesi gibi hatalara karşı oldukça hassastır. Bu hatalar zamanla birikerek sistemin doğruluğunu bozar ve hata düzeltme mekanizmaları olmadan karmaşık algoritmaların güvenilir şekilde çalıştırılmasını imkânsız hale getirir. Oysa bu tür algoritmalar, yeni materyallerin geliştirilmesi veya ilaç keşfi gibi yüksek katma değerli bilimsel ve ticari uygulamalarda kritik bir rol oynar.
Ancak hata düzeltme, önemli donanım gereksinimlerini de beraberinde getirir. Tek bir bilgi biriminin, tek bir fiziksel qubit yerine bir grup fiziksel qubit kullanılarak kodlanması gerekir ve bu yapı “mantıksal qubit” olarak adlandırılır. Örneğin, Google’ın yüzey kodu algoritması, bir mantıksal qubit’i bellekte koruyabilmek için yaklaşık 100 fiziksel qubit gerektirirken, Amazon’un Ocelot adlı kuantum bilgisayarı bu sayı ile oldukça verimli bir şekilde yalnızca 9 fiziksel qubit kullanır. IBM’in geliştirdiği düşük yoğunluklu parite eşlik denetim kodu (low-density parity check code) algoritması sayesinde ise bu gereksinim 12 fiziksel qubit’e kadar indirilebilmiştir. Bu da IBM’in, AWS’ye benzer bir verimlilik elde etmesini sağlar.
Starling’in en dikkat çekici özelliklerinden biri de gerçek zamanlı hata teşhisi, yani “decoding” yeteneğidir. Decoding, ölçülen bir kuantum sinyalinin hata içerip içermediğini anlamaya yönelik bir işlemdir. IBM, bu amaçla, geleneksel bir yonga türü olan FPGA üzerinde hızlı çalışabilen özel bir algoritma geliştirmiştir. İngiltere merkezli kuantum bilişim girişimi Riverlane’den Neil Gillespie, bu yaklaşımın IBM’in hata düzeltme stratejisine “inandırıcılık” kazandırdığını belirtmektedir.
Bununla birlikte, diğer hata düzeltme yöntemleri ve donanım mimarileri de hâlâ devre dışı kalmış değil. Gillespie, “Kazanan mimarinin hangisi olacağı henüz belli değil,” ifadelerini kullanıyor.
IBM, Starling’in klasik bilgisayarların gerçekleştiremeyeceği hesaplamaları yapabilmesini hedefliyor. Şirketin kendi çipleriyle inşa edilecek olan Starling, 200 mantıksal qubit’e sahip olacak ve bu qubit’ler, ardışık olarak 100 milyon mantıksal işlemi yüksek doğrulukla gerçekleştirebilecek. Günümüzdeki kuantum bilgisayarlar ise bu doğruluk seviyesine yalnızca birkaç bin işlem süresince ulaşabiliyor.
Jay Gambetta, Starling’in hata düzeltmeyi daha önce hiç görülmemiş bir ölçekte ortaya koyacağını vurguluyor. Google ve Amazon gibi şirketlerin önceki hata düzeltme denemeleri genellikle tek bir çip üzerinde yalnızca bir mantıksal qubit ile sınırlı kalmıştı. Gambetta bu çalışmaları “alet deneyleri” olarak nitelendirerek, “Bunlar küçük ölçekli” ifadelerini kullanıyor.
Bununla birlikte, Starling’in gerçek dünya problemlerini çözüp çözemeyeceği hâlâ belirsizliğini koruyor. Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi’nden kuantum donanım fizikçisi Wolfgang Pfaff, “Kullanışlı bir algoritmayı çalıştırabilmek için bir milyar hata-düzeltilmiş mantıksal işleme ihtiyaç duyulabilir” diyor ve Starling’i “ilginç bir geçiş aşaması” olarak tanımlıyor. Pfaff ayrıca, “Ancak bunun ekonomik değer yaratması pek olası değil,” yorumunu yapıyor. IBM’den fon almasına rağmen Pfaff, Starling projesine doğrudan dahil değil.
Pfaff, buna rağmen Starling için öngörülen zaman çizelgesini gerçekçi buluyor: “Bu tasarım, deneysel ve mühendislik gerçeklerine dayanıyor; oldukça ikna edici görünüyor.” Ancak, bu ölçekte bir kuantum bilgisayar inşa etmenin son derece zor olduğunu vurgulayarak, teknik komplikasyonların gecikmelere yol açabileceğini ekliyor: “Bu ölçekte hata-düzeltilmiş bir kuantum bilgisayar üreten ilk ekip olacaklar.”
IBM’in yol haritası, Starling’den önce daha küçük sistemlerin geliştirilmesini öngörüyor. 2025 yılı içerisinde “Loon” adlı çip ile hata-düzeltilmiş bilginin güvenli şekilde saklanabileceği kanıtlanacak. 2026’da, hem bilgi saklama hem de işlem yapma kapasitesine sahip “Kookaburra” modülü inşa edilecek. 2027’nin sonunda ise iki Kookaburra modülünün birleştirilmesiyle daha büyük bir kuantum sistem olan “Cockatoo” oluşturulacak. Bu sistemin başarıyla gösterilmesi, Starling’in hayata geçirilmesinin önünü açacak.
Pfaff, bu yaklaşımın, son yıllarda kuantum bilişimde giderek benimsenen modülerlik anlayışını yansıttığını vurguluyor. Artık araştırmacılar, qubit’leri tek bir çip üzerinde yoğunlaştırmak yerine, modüller arasında ağ bağlantıları kurarak ölçeklendirme yapmayı tercih ediyor.
IBM ise Starling’in ötesinde de planlarını sürdürüyor. Bir sonraki sistemin adı “Blue Jay” olacak. “Kuşları seviyorum,” diyen Gambetta, Blue Jay’in 2.000 mantıksal qubit’e sahip olacağını ve bir milyar mantıksal işlem gerçekleştirebilecek kapasitede tasarlandığını belirtiyor.
Çeviren: Büşra Özer
Redaktör: Saim Egemen Yücel
Bilimsel Redaktör: Yasemin Poyraz Koçak
Kaynaklar
- https://www.technologyreview.com/2025/06/10/1118297/ibm-large-scale-error-corrected-quantum-computer-by-2028
- https://www.technologyreview.com/2024/09/11/1103828/google-says-its-made-a-quantum-computing-breakthrough-that-reduces-errors
- https://www.technologyreview.com/2025/02/27/1112560/amazon-quantum-computing-chip-makes-its-debut
- doi.org/10.48552/arxiv.2506.03094
- doi.org/10.48550/arxiv.2506.01779
- https://www.ibm.com/quantum/blog/large-scale-ftqc
