Oda sıcaklığında kuantum bilgisayar: Japonya'nın Shunkai'si nasıl çalışıyor

Haberin dolaşımdaki başlığı genelde şu oldu: "oda sıcaklığında çalışan kuantum bilgisayar". Doğru, ama eksik anlatıldığında yanlış bir resim bırakıyor.

"Oda sıcaklığı" neyin sıcaklığı?

Bugünkü kuantum bilgisayarların çoğu süperiletken devrelere dayanıyor ve bu devreler mutlak sıfıra çok yakın sıcaklıklarda tutulmak zorunda. Bunu sağlayan seyreltme buzdolabı, sistemin en pahalı, en hantal ve en çok enerji yiyen parçası; makinenin o meşhur "altın avize" fotoğrafı aslında büyük ölçüde soğutmanın fotoğrafı.

Nötr atom yaklaşımında bu buzdolabı yok. IMS'in duyurusunda öne çıkarılan avantaj tam olarak bu: kübitler tek tek atomlar olduğu için düzenek soğutucusuz, oda sıcaklığındaki bir laboratuvarda çalışıyor.

Ama atomların kendisi sıcak değil. Optik cımbızla yakalanabilmeleri için lazerle soğutulmaları gerekiyor. Aynı ekibin 2022'deki çalışmasında bu sıcaklık bir Kelvin'in yüz binde biri mertebesinde tarif edilmişti — yani mutlak sıfırın hemen üstü. Üstelik atomların havadaki moleküllere çarpmaması için hücrenin içi ultra yüksek vakum.

Fark şurada: süperiletken makinede çipin bulunduğu bütün ortam soğutulur; nötr atom makinesinde soğutulan şey yalnızca avuç içi kadar bir bölgedeki birkaç yüz atomdur ve bu iş lazerle yapılır. Kabin oda sıcaklığındadır. "Buzdolabı yok" ifadesi bunu anlatıyor, "soğutma yok" anlamına gelmiyor.

Atomu yerinden oynatabilmek neden işe yarıyor

Nötr atom düzeneğinde kübitler sabit değil. Optik cımbız dediğimiz, mikrometre altına odaklanmış lazer demeti atomu tutar ve taşır. IMS'in açıklamasına göre bu sayede hesap sırasında atomlar hareket ettirilerek herhangi iki kübit arasında dolaşıklık kurulabiliyor; kübit dizilişi çalıştırılacak algoritmaya göre yeniden düzenlenebiliyor.

Bu, litografiyle çipe kazınmış süperiletken kübitlerde mümkün değil: orada hangi kübit hangisine komşuysa öyle kalır, uzak kübitleri konuşturmak için araya ek işlem sokmanız gerekir.

Ohmori grubunun ikinci kozu hız. Yeelai Chew, Sylvain de Léséleuc ve Kenji Ohmori'nin 8 Ağustos 2022'de Nature Photonics'te yayımlanan çalışmasında, 10 pikosaniyelik ultra hızlı lazer darbeleriyle iki atom arasında 6,5 nanosaniyede iki kübitlik kapı işletildiği bildirildi. Enstitünün kendi bülteninde bu sürenin, Google'ın 2020'de bildirdiği 15 nanosaniyelik rekorun altında olduğu belirtiliyor. Mantık basit: kapı ne kadar hızlıysa, dışarıdaki gürültü kuantum durumunu bozmaya vakit bulamadan hesap biter.

Makinenin künyesi

Aşağıdaki veriler IMS'in 24 Ağustos 2026 tarihli duyurusu ile ortaklardan Infleqtion'ın aynı tarihli açıklamasından derlendi.

Adın kaynağı da ilginç: IMS'e göre Shunkai, Edo döneminde Japonya'nın ilk yerli takvimini hazırlayan gök bilimci Shibukawa Harumi'ye gönderme. Gök cisimlerinin hareketini elde hesaplayan bir adamın adı, kübit durumlarını hassas biçimde çeviren bir makineye verilmiş.

Japonya'nın ikinci buzdolapsız bahsi: ışık

Shunkai, Japonya'nın soğutucusuz kuantum hesaplama denemelerinin tek örneği değil. Aralık 2024'te RIKEN, NTT, Tokyo Üniversitesi'nden Akira Furusawa ve Fixstars Amplify'ın içinde olduğu grup, genel amaçlı bir fotonik kuantum bilgisayarı duyurmuştu; orada kübit ışığın kendisi.

Bu hattın ticari ucunda OptQC var. Şirketin ilk makinesi MoQuren, 21 Temmuz 2026'da Japonya'nın AIST kurumuna bağlı G-QuAT merkezinde çalışmaya başladı. Ağustos 2026'da NTT'nin başını çektiği turda yaklaşık 7 milyar yen (kabaca 47 milyon dolar) toplandı; açıklanan hedef 2028 mali yılında 10.000 kübit sınıfı bir sistem, 2030'da milyon kübit sınıfı bir makine.

İki yaklaşımın ortak iddiası aynı: soğutmayı denklemden çıkarınca makine hem ucuzluyor hem de sıradan bir veri merkezine sığacak hale geliyor. Yöntemleri ise taban tabana zıt — biri atomu yerinde tutup ışıkla dürtüyor, diğeri hesabı doğrudan ışık darbelerine yaptırıyor.

Neyin kanıtlanmadığını da söylemek gerek

Bu noktada temkinli olmak için birkaç sebep var.

• 50 kübit, işe yarar hesap demek değil. Bu ölçek klasik bilgisayarla rahatça taklit edilebilen bir aralık. Shunkai'nin bugünkü değeri hesap gücü değil, hata düzeltme denemelerinin gerçek donanımda yapılabilir hale gelmesi.
• 10.000 "fiziksel" kübit, 10.000 kullanılabilir kübit değildir. Hata düzeltmede tek bir mantıksal kübit için çok sayıda fiziksel kübit harcanır; IMS'in 2031 Mart hedefi de zaten fiziksel kübit cinsinden veriliyor.
• Kapı hızı tek başına yetmez. 6,5 nanosaniyelik kapı 2022'de iki atom arasında gösterildi; bunu yüzlerce atomlu, hatasız işleyen bir sisteme taşımak ayrı bir iş.
• Performans rakamları ortada yok. Ne Shunkai için kapı doğruluğu (fidelity) rakamları duyuruldu, ne de OptQC ilk makinesinin teknik özelliklerini açıkladı — şirket birinci nesli öncelikle kararlılık için optimize ettiğini söylüyor.
• Ayrıca oda sıcaklığı, düzeneğin basit olduğu anlamına gelmiyor: ultra yüksek vakum, kararlı lazerler ve titreşimsiz bir optik masa hâlâ şart.

Sırada ne var

IMS, Shunkai'yi dış kullanıcılara kısmen açacağını, akademi ve sanayiden araştırmacıların uygulama geliştirip hata düzeltme denemeleri yapabileceğini belirtiyor. Asıl sınav, Nisan 2026'da başlayan ikinci aşamada sistemin kararlılığını koruyarak 50'den 500 kübite çıkıp çıkamayacağı — çünkü atom sayısı arttıkça optik cımbızları hizada tutmak, kaybolan atomların yerine yenisini koymak ve her birini aynı hassasiyetle okumak zorlaşıyor.

Kısacası mesele, Japonya'nın bir kuantum bilgisayarı açmış olması değil. Soğutmayı ortadan kaldıran iki ayrı bahsin — atom ve foton — önümüzdeki beş yılda aynı ölçekte sınanacak olması.

Fotoğraf: Tomasz Kawalec, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons