Kuantum teknolojisi ‘Transistör anı’na ulaştı: Ölçeklenme sorunu ve çözümü

Dünyanın önde gelen üniversitelerinden bilim insanlarının Science dergisinde yayımladığı yeni rapor, kuantum teknolojisinin modern elektroniği yaratan ‘transistör devrimi’ne benzer tarihi bir eşikte olduğunu ortaya koydu. Temel fizik kurallarının aşıldığı sektörde artık odak noktası; ölçeklenebilirlik, üretim ve ticari iş birlikleri.

Chicago Üniversitesi, Stanford, MIT, Innsbruck Üniversitesi ve Delft Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacıların ortaklaşa hazırladığı kapsamlı analiz, kuantum teknolojilerinin artık sadece deneysel birer merak unsuru olmaktan çıkıp, pratik endüstriyel uygulamalara doğru evrildiğini belgeledi. Rapora göre, son on yılda yaşanan hızlı ilerleme, akademi, hükümet ve endüstri arasındaki iş birliğinin bir meyvesi olarak öne çıkıyor.

TRANSİSTÖRÜN İLK GÜNLERİNİ YAŞIYORUZ

Çalışmanın başyazarı ve Chicago Kuantum Enstitüsü Direktörü Prof. David Awschalom, mevcut durumu şu sözlerle özetledi: "Kuantum teknolojisindeki bu dönüştürücü an, transistörün ilk günlerini anımsatıyor. Temel fizik kavramları yerleşti, işlevsel sistemler mevcut. Şimdi teknolojinin tam, kamu hizmeti ölçeğindeki potansiyeline ulaşmak için gerekli ortaklıkları ve mühendislik çabalarını beslemeliyiz."

TEKNOLOJİ HAZIRLIK SEVİYESİ ÖLÇÜLDÜ

Araştırmacılar, süperiletken kübitler, hapsolmuş iyonlar ve fotonik kübitler gibi altı farklı kuantum donanım platformunun olgunluk seviyesini ölçmek için ChatGPT ve Gemini gibi büyük dil modellerinden faydalandı. Yapılan TRL (Teknoloji Hazırlık Seviyesi) analizine göre:

• Kuantum Hesaplama: Süperiletken kübitler lider konumda,
• Kuantum Simülasyonu: Nötr atomlar öne çıkıyor,
• Kuantum Ağları: Fotonik kübitler en yüksek puana sahip.

Ancak MIT Kuantum Mühendisliği Merkezi Müdürü William D. Oliver, yüksek TRL puanlarının nihai hedefe ulaşıldığı anlamına gelmediği konusunda uyarıyor: "1970'lerde yarı iletken yongalar da yüksek hazırlık seviyesindeydi ancak bugünkü kapasitelerinin çok gerisindeydi. Sistem düzeyinde başarı sağlandı ancak tam potansiyel için hala ciddi bir ölçeklenme gerekiyor."

‘SAYILARIN TİRANLIĞI’ VE ÜRETİM DARBOĞAZI

Rapor, kuantum sistemlerinin ticarileşmesinin önündeki en büyük engelin "kablolama ve sinyal iletimi" olduğunu vurguluyor. 1960'ların klasik bilgisayar mühendisliğinde yaşanan ve "sayıların tiranlığı" olarak bilinen sorunun bir benzeri bugün kuantumda yaşanıyor. Milyonlarca kübite ulaşmak için sadece kablo sayısını artırmak sürdürülebilir bir çözüm değil.

Sektörün önündeki acil mühendislik ödevleri ise şunlar:

• Malzeme Bilimi: Güvenilir ve uygun maliyetli dökümhane süreçleri geliştirilmeli,
• Isı Yönetimi: Sistem karmaşıklığı arttıkça soğutma ve güç iletimi optimize edilmeli,
• Otomasyon: Milyonlarca kübitin otomatik kalibrasyonu sağlanmalı.

SABIR VE AÇIK BİLİM VURGUSU

Makale, klasik elektronikteki dönüşümün on yıllar sürdüğünü hatırlatarak, kuantum teknolojileri için de benzer bir ‘sabır’ sürecinin gerekliliğine dikkat çekiyor. Araştırmacılar, erken aşamada şirketlerin içe kapanarak ‘silolaşması’ yerine, ortak bir açık bilimsel bilgi birikimi oluşturulmasının, teknolojinin endüstriyel adaptasyonunu hızlandıracağını savunuyor.