PsiQuantum, GlobalFoundries firmasında üretilen yüksek performanslı fotonik bileşenlerden oluşan kullanıma yönelik kuantum hesaplama yapabilen yeni bir fotonik çip seti olan Omega’yı tanıttı.
Omega çip seti, tek foton kübitlerini telekom sınıfı fotonik ile entegre eder. Bu da temel ölçeklenebilirlik zorluklarını aşar ve milyon kübitlik sistemler için hayati öneme sahip yüksek doğruluklu kuantum ara bağlantılar elde eder.
PsiQuantum, Brisbane ve Chicago’ da devlet tarafından desteklenen ortaklıklar ile Kuantum Hesaplama Merkezleri inşa ediyor. Araştırmalardan büyük ölçekli kuantum sistemlerin yayılmasının geçişini işaret ediyor.
BASIN AÇIKLAMASI- PsiQuantum, bugün, fayda ölçekli kuantum hesaplama için özel olarak tasarlanmış bir kuantum fotonik yonga seti olan Omega’yı duyurdu. Nature dergisinde yeni yayımlanan makalede bahsedildiği üzere, çipseti milyonlarca kübit içerebilen bir bilgisayar yapabilmek için gerekli ileri seviye bileşenleri içeriyor. Bu sayede bu teknolojinin dünyayı köklü bir şekilde değiştirme vaatlerini yerine getirmeye ön ayak oluyor. Her fotonik bileşen son teknoloji performansın ötesinde sunuluyor. Makale, yüksek doğruluğu olan kübit işlemlerini ve diğer teknolojiler için zorlayıcı bir faktör olan, ölçekleme için önemli bir olanak sağlayıcı olan basit, uzun menzilli çipler-arası kübit bağlantısını gösteriyor. Çipler, genellikle araştırma laboratuvarlarıyla sınırlı olduğu düşünülen bir alanda, teknik olgunluk ve ölçek açısından yeni bir seviyeyi temsil eden, yüksek hacimli bir yarı iletken fabrikasında üretiliyor. PsiQuantum bu yıl Brisbane, Avusturalya ve Chicago,Illinois de bulunan iki data- merkezi büyüklüğündeki Kuantum Hesaplama Merkezleri ile çığır açacak.
PsiQuantum tarafından tasarlanan ve New York’ ta GlobalFoundries tarafından üretilen çipsetleri, bu gelişmeleri yüksek kaliteli ve endüstriyel olarak kanıtlanan süreçler ile birleştiriyor. PsiQuantum’ un yaklaşımı, tek fotonlar -ışın parçacığı- kullanılarak sonrasında silikon fotonik çip teknolojisi tarafından bu ışınların emilmesiyle gerçekleşir, orijinal olarak telekom ve veri merkezi ağ uygulamaları için geliştirilmiştir. Şirketin kuantum uygulamaları için, bilinen teknolojinin daha ilerisinde bir performansa ihtiyacı vardı ve bu yüzden fabrikaya yeni malzemeler tanıtıldı. Bunlar arasında yüksek verimli çalışan tek foton dedektörü için kullanılan süper- iletken bir malzeme ve kaybı az olan, yüksek hızla çalışan ve optik anahtarlandırma için kullanılan bir malzeme olan Baryum Titanat (BTO) bulunuyor. BTO, PsiQuantum şirketi tarafından San Jose, Kaliforniya’ da geliştirilip üretiliyor. Şirket ayrıca, devre performansını gösterebilmek için arka plan gürültüsü ve çipin düşük sıcaklıkta çalışmasıyla ilgili zorlukları aşmak zorunda kaldı. PsiQuantum şirketinin en son ölçümleri, %99.98 tek kübit durum hazırlama ve ölçüm doğruluğu, %99.5 iki fotonlu kuantum girişim görünürlüğü ve %99.72 çipler arası ı kuantum bağlantı doğruluğu içeriyor.
Omega Çipi Görünümü
PsiQuantum şirketinin kurucu ekibi, dünyada bir ilk olan ikili kübit mantık kapısının deneysel gösterimini, tek foton kullanarak 20 yıl önce Brisbane, Avusturalya’ da yapmışlardı, aynı zamanda entegre edilmiş kuantum fotonikleri ve füzyon tabanlı kuantum hesaplamayı geliştirdiler ve 2013 yılında bir prototip kuantum işlemciyi bulut üzerinden erişime açık hale getirdiler. O zamandan itibaren grup özellikle,milyonlarca kübit ölçeğinde genişletilebilen ve ticari açıdan yapılması istenen uygulamalı sistemler üzerinde ölçeklendirme, performans ve üretim zorlukları hakkında çalışmalar yapıyor.
Aynı zamanda PsiQuantum şirketi, kuantum bilgisayarları için yepyeni bir soğutma çözümünü tanıttı. Seyreltilmiş helyum bazlı büyük “chandelier” (avize) tarzı soğutucuları ortadan kaldırarak, veri merkezi sunucu rafına daha yakın, daha basit, daha güçlü ve daha üretime uygun dikdörtgen prizma (cuboid) formunda bir soğutma mimarisi sunulmuştur. . Nature dergisinde yayınlanan makalede PsiQuantum şirketinin UK yerleşkesinde bulunan bu yeni soğutma sisteminin detaylarını içermekte elde edilen performans sonuçları sunulmuştur.
Bu gelişmeler sayesinde PsiQuantum, fazlaca kuantum çipleri üretebiliyor ve bu çiplerin soğutmasını gerçekleştirebilecek teknolojiye sahip. Tabi şirket cihazların performansını, entegrasyonunu geliştirmeye devam etmek zorunda olsa da üretim olgunluğu açısından bir “sonraki adım” bulunmamaktadır. GlobalFoundries bir “birinci seviye” (tier-1) üretim tesisidir. PsiQuantum, binlerce silikon devre levhası (silikon wafer) üzerinde milyonlarca cihazı karakterize etmiş ve şu anda her ay yaklaşık 500.000 ölçüm gerçekleştirmektedir.
PsiQuantum şirketinin şu anki odağı bu çipleri aflar boyunca birbirine bağlayarak giderek daha büyük ölçekli çoklu çip sistemleri oluşturmaktır. Şirket, bu çalışmayı Palo Alto, Kaliforniya’daki Stanford Doğrusal Hızlandırıcısı’nda (SLAC) Enerji Bakanlığı ile olan ortaklığı ve Silikon Vadisi’ndeki yeni üretim ve test tesisi aracılığıyla genişletmektedir. Çipten çipe ağ oluşturma, birçok diğer yaklaşım için zorlu bir araştırma problemi olmaya devam ederken, fotonik kuantum bilgisayarlar, fotonik kubitlerin herhangi bir mod dönüşümüne ihtiyaç duymadan standart telekom optik fiberi kullanılarak ağ oluşturabilmesi gibi doğal bir avantaja sahiptir. PsiQuantum şirketi, halihazırda 250 metreye kadar mesafelerde yüksek hassasiyetli kuantum ara bağlantılarını başarıyla göstermiştir.
PsiQuantum’un ilk modüler, küboid soğutma çözümü Daresbury STFC’de.
2024 yılında, PsiQuantum, Avustralya Federal Hükümeti ve Queensland Eyalet Hükümeti ile birlikte Illinois Eyaleti ve Chicago Şehri ile iki önemli ortaklık duyurdu. Bu ortaklıklar, şirketin ilk endüstriyel ölçekli kuantum bilgisayarlarını Brisbane ve Chicago’da inşa etmesini sağlayacak. Kuantum teknolojisinin çok etkili bir kapasitesinin anlaşılması, ve bu ortaklıklar milyon kübitlik sistemler inşa etme yarışının aciliyetini vurgulamaktadır. PsiQuantum, yılın ilerleyen dönemlerinde her iki bölgede de Kuantum Hesaplama Merkezleri’nin temelini atacak ve burada ilk endüstriyel ölçekli, milyon kübitlik sistemler konuşlandırılacaktır.
“25 yılı aşkın süredir, ömrümde gerçekleşebilecek kullanılabilir bir kuantum bilgisayar üretiminin yolu, yarı iletken endüstrisinin eşsiz yeteneklerinden tam anlamıyla yararlanmak olduğuna inanıyorum. Bu makale, bu inancımı doğruluyor,” dedi PsiQuantum Kurucu Ortağı ve CEO’su Prof. Jeremy O’Brien.
Kaçınılmaz bir şekilde, yarı iletken üretimi büyük kuantum bilgisayarlarının yapılmasındaki çözümlerin büyük bir kısmı olacaktır. “GlobalFoundries olarak, bu düzeyde titizlik gerektiren ileri düzey cihazları ölçekli bir şekilde üretmenin ne denli büyük bir mühendislik meydan okuması olduğunu biliyoruz ve PsiQuantum şirketinin uzmanlığı ile kaydettiği ilerleme bizi sürekli olarak etkiliyor. Ortaklığımız, GlobalFoundries firmasının dünya çapındaki fotonik üretim yetkinliğini, PsiQuantum şirketinin fotonik kuantum hesaplamadaki ileri yetenekleriyle birleştiriyor ve şimdiye kadar elde edilen sonuçlar olağanüstü oldu. Büyük ölçekli kuantum sistemlerine doğru ilerlerken bu sınırları daha da zorlamayı sabırsızlıkla bekliyoruz,” dedi GlobalFoundries Başkanı ve CEO’su Dr. Thomas Caulfield.
“Omega bizi bilimsel projelerinin ötesine taşıyor,” dedi PsiQuantum Kurucu Ortağı ve Baş Bilim Sorumlusu, Pete Shadbolt. “PsiQuantum şirketini kurmadan önce, kurucu ortaklarım ve ben bir üniversite laboratuvarında birkaç kübit ile deneyler yapıyorduk, ancak o zaman bile kullandığımız platformun ciddi şekilde yetersiz olduğunu biliyorduk. Milyonlarca kübite ihtiyacımız olduğunu ve bunun, gelişmiş bir üretim tesisine girmeyi, birbirine pek de uyumlu olmayan bileşenleri tek bir platformda entegre etmeyi ve o zamanlar neredeyse imkansız görünen bir performans eğrisini tırmanmayı gerektirdiğini biliyorduk. On yıl önce belirlediğimiz bu planların ekibimiz tarafından hayata geçirildiğini görmek inanılmazdı ve şimdi, ilk ticari olarak faydalı sistemleri inşa etmek için kullanacağımız teknolojinin elimizde olması son derece heyecan verici.”
“Bizi diğerlerinden ayıranlar, donanımımızın üretilebilirliği ve bağlantı yeteneğidir,” dedi PsiQuantum Kurucu Ortağı ve Baş Teknoloji Sorumlusu Profesör Mark Thompson. “Teknolojimiz, normalde otomotiv endüstrisi ve telefonlar için çip üretilen yüksek kapasiteli yarı iletken fabrikalarında üretiliyor ve şimdi dünyanın en yüksek performanslı fotonik kübitlerini sağlıyor. Ayrıca, çiplerimizi geleneksel optik fiberler kullanarak sorunsuz bir şekilde birbirine bağlayabiliyoruz. Bu sayede sistemlerimizi hızla ölçeklendirebilir ve gerçekten güçlü kuantum bilgisayarlar sunabiliriz.”
Çeviren: Ayşegül Harman
Redaktör: Ali İmran Tüzün
Bilimsel Redaktör: Büşra Arslan
