Kuantum bilgisayarları karşılaştırmak için yeni ölçüt: QUOPS nedir?

Kuantum bilgisayarların hangisinin gerçekten daha güçlü olduğunu söylemek, klasik bilgisayarlarda olduğu kadar kolay değil. Çünkü farklı üreticiler farklı qubit türleri, bağlantı yapıları ve işlem yöntemleri kullanıyor. Bu da yalnızca qubit sayısına ya da tek bir hız değerine bakarak sağlıklı karşılaştırma yapılmasını zorlaştırıyor.

Sandia Ulusal Laboratuvarları’ndan Dr. Timothy Proctor liderliğindeki araştırmacılar, bu soruna ortak bir ölçüt getirmek amacıyla QUOPS adlı yeni bir kıyaslama sistemi geliştirdi. Kuantum Evrensel Operasyonlar Performans Sistemi olarak adlandırılan yöntem, bir kuantum bilgisayarın yalnızca ne kadar büyük bir problemi ele alabildiğini değil, bunu hangi hızda gerçekleştirebildiğini de hesaba katıyor.

Aynı test farklı kuantum sistemlerine uygulandı

Henüz hakem değerlendirmesinden geçmeyen çalışmada QUOPS; Google, IBM ve Quantinuum tarafından geliştirilen ileri seviye kuantum bilgisayarlarda denendi. Sonuçlar, işlem kapasitesi ile çalışma hızının farklı sistemlerde oldukça farklı biçimde dağıldığını ortaya koydu.

Google’ın Willow sistemi saniyede 2,0 × 10⁷ QUOPS hızına ulaşırken 216 QUOPS puanı aldı. IBM Boston ise 3,1 × 10⁵ QUOPS/s hız ve 204 QUOPS değeriyle ölçüldü.

Quantinuum sistemlerinde farklı bir tablo ortaya çıktı. H2-1 modeli 353 QUOPS/s hızla 1320 QUOPS puanına ulaşırken, Helios-1 modeli 303 QUOPS/s hız ve 1504 QUOPS değeri elde etti. Böylece yüksek işlem hızı ile büyük problem kapasitesinin her zaman aynı cihazda buluşmadığı daha açık biçimde görüldü.

Gerçek dünya problemleri için hala büyük fark var

QUOPS yalnızca mevcut sistemleri sıralamak için değil, kuantum bilgisayarların pratik kullanım açısından ne kadar ilerlemesi gerektiğini görmek amacıyla da kullanılabilir. Araştırmacılar, RSA-2048 şifrelemesini kırmak veya FeMo-co enziminin reaksiyon mekanizmasını çözmek gibi bugün klasik bilgisayarlarla erişilemez kabul edilen problemlerin çok daha büyük sistemler gerektireceğini belirtiyor.

Bu tür görevler için mevcut kuantum bilgisayarların kapasitesinin yaklaşık beş kat artırılması ve performansın yüz milyonlarca QUOPS seviyesine çıkması gerektiği hesaplanıyor. QUOPS yaklaşımının hedefi de tam olarak bu noktada ortaya çıkıyor: Birbirinden farklı kuantum mimarilerini aynı çerçevede ölçerek, teknolojinin gerçek kullanım sınırına ne kadar yaklaştığını daha anlaşılır hale getirmek.