JUPITER süper bilgisayarı, 50 kübitlik kuantum simülasyonuyla dünya rekorunu kırdı

Almanya’daki Jülich Süper Bilgisayar Merkezi araştırmacıları, NVIDIA ile iş birliği yaparak kuantum bilişim dünyasında tarihi bir başarıya imza attı. Avrupa’nın ilk eksaskala (exascale) süper bilgisayarı JUPITER kullanılarak, ilk kez 50 kübitlik bir kuantum bilgisayar tam kapsamlı olarak simüle edildi. Bu gelişme, 2019 yılında Japonya'nın K bilgisayarı ile kırılan 48 kübitlik önceki dünya rekorunu geride bırakarak yeni bir dönüm noktası oluşturdu.

Kuantum simülasyonları, henüz donanım seviyesinde tam kapasiteye ulaşmamış kuantum sistemlerini anlamak ve geliştirmek için kritik bir öneme sahip. Bilim insanları bu sayede, gelecekteki kuantum sistemlerinin davranışlarını önceden tahmin edebiliyor; özellikle moleküler yapıların incelenmesinde kullanılan "Varyasyonel Kuantum Özdeğer Çözücü" (VQE) ve lojistikten finansa kadar karmaşık optimizasyon problemlerini çözen "Kuantum Yaklaşık Optimizasyon Algoritması" (QAOA) gibi teknolojileri test edebiliyorlar.

Geleneksel bir süper bilgisayarda kuantum sistemini taklit etmek, her yeni kübit eklendiğinde işlem gücü ve bellek ihtiyacının katlanarak artması nedeniyle devasa bir zorluk teşkil ediyor. Standart bir dizüstü bilgisayar yaklaşık 30 kübite kadar simülasyon yapabilirken, 50 kübitlik bir sistemi simüle etmek yaklaşık 2 petabaytlık (2 milyon gigabayt) bir bellek kapasitesine ihtiyaç duyuyor. Bu seviyedeki bir işlem gücü, günümüzde sadece dünyanın en güçlü süper bilgisayarları tarafından sağlanabiliyor.

Jülich Süper Bilgisayar Merkezi Direktörü Prof. Kristel Michielsen, bu başarının yüksek performanslı bilişim ile kuantum araştırmalarının birbirine ne kadar entegre olduğunu gösterdiğini vurguluyor. Simülasyon sırasında gerçekleştirilen her bir kuantum kapısı işlemi, 2 katrilyondan fazla karmaşık sayısal değerin aynı anda hesaplanmasını gerektiriyor. Elde edilen bu başarı, geleceğin kuantum algoritmalarının geliştirilme sürecini önemli ölçüde hızlandıracak.