IBM Quantum, kullanışlı kuantum hesaplamaya giden yolun mevcut cihazlardan tamamen hataya dayanıklı bir bilgisayara doğrudan sıçramaktan değil, hataların azaltılması, tespit edilmesi ve düzeltilmesine yönelik bir dizi teknikten geçtiğini düşünüyor. Ali Javadi-Abhari, Blake Johnson, Alireza Seif ve Jennifer Janechek tarafından 15 Eylül 2026 tarihinde yayımlanan bir yazıya göre ilerlemenin pratik ölçütü yalnızca mantıksal kübitlerin sayısı değil, mevcut kaynaklar kullanılarak güvenilir biçimde çalıştırılabilecek devrelerin boyutu ve karmaşıklığıdır.
Bu yaklaşım, bir yanda zaman ve örnek sayısı, diğer yanda kübit ve kapı sayısı arasındaki temel bir ödünleşime dayanıyor. Kuantum hata düzeltme, bilgiyi mantıksal kübitlerde kodlayarak devrenin yürütülmesi sırasında veya sonrasında hataları ele alıyor; ancak çok sayıda kübit ve kapının yanı sıra daha düşük hata oranlarına sahip donanım, uzun menzilli bağlantılar ve gerçek zamanlı kod çözme gerektiriyor. Hata azaltma ise gürültünün etkisini düşürmek için devrenin tekrar tekrar çalıştırılmasına dayanıyor; bu da örnekleme maliyetini artırıyor ve bu maliyeti azaltmak için yüksek başarımlı hesaplamadan yararlanabiliyor.
Hibrit yöntemler ne katıyor?
İki yaklaşım arasındaki orta bölgede hibrit teknikler, hata düzeltme ve hata azaltma unsurlarını birlikte kullanıyor. IBM, yeni hata düzeltme tekniklerinin temel fiziksel donanım hata oranlarından yaklaşık on kat daha düşük etkili hata oranları gösterdiğini; hibrit yöntemlerin ise yalnızca hata azaltma kullanımına kıyasla çıkarımsal örnekleme yükünde 63 kat azalma sağladığını belirtiyor.
Örneklerden biri, düşük ağırlıklı Pauli testlerini uzay ve zamana dağıtan uzay-zaman kodlarını kullanan seçim sonrası hata düzeltmedir. Gerekli testleri karşılamayan donanım çalıştırmaları eleniyor. Yazıda aktarılan bir deneyde 64 mantıksal kübit, 76 fiziksel kübit kullanılarak kodlandı; deneyde 314 T kapısı ve 2336 CZ kapısı içeren bir devre çalıştırıldı. Sendromların seçilmesinden sonra etkili kapı hata oranı yaklaşık on kat iyileşti; minimum sadakat 0,349 oldu ve güven düzeyi %95 olarak ölçüldü.
Ancak seçim, hataların tamamını ortadan kaldırmıyor; çünkü bazı gürültü türleri simetri testlerini aşabiliyor. Bu nedenle IBM, bu yöntemi olasılıksal hata iptaliyle (PEC) birleştiren ve yalnızca PEC kullanımına kıyasla çok daha az sayıda örnekle yakın beklenti değerleri elde edilmesini sağlayan bir araştırma sonucuna işaret ediyor. Bu sonuç tam hataya dayanıklılığa ulaşıldığını kanıtlamıyor; ancak mevcut cihazlardan daha iyi performans elde etmek için hata tespiti ile hata azaltmanın nasıl birleştirilebileceğini gösteriyor.
Yazılım kontrolü, düzeltme sisteminin bir parçası
Yaklaşım yalnızca kodların tasarımıyla sınırlı değil. IBM, IBM Quantum platformu ve Qiskit'in kontrol darbeleri ve özel kalibrasyonlardan, yürütme sırasında ölçümleri klasik işleme ve anlık geri bildirimle birleştiren dinamik devrelere kadar yığının birden çok katmanına erişim sağladığını söylüyor.
Önceki yıl deneysel bir hizmet olarak başlatılan yönlendirmeli yürütme modeli, gürültü profilleme ve öğrenme araçlarının yanı sıra istemci tarafında hata azaltmanın ayarlanmasına olanak tanıyor. Araştırmacılar qiskit-noise-learning, qiskit-mitigation ve Samplomatic gibi paketlerle gürültü öğrenmeye yönelik özel protokoller oluşturabilir ve standart hata azaltma stratejileri uygulayabilir. Executor aracı ayrıca yalnızca ikili ölçüm sonuçlarıyla yetinmek yerine durum bilgilerini ve IQ noktalarını yeniden alma olanağı sunuyor; bu da kod çözme, durum doğrulama ve sızıntı analizinde yararlı olabilir.
Tam hataya dayanıklılığın maliyetini azaltmak için iki yol
Yazı, Clifford kapılarının hata düzeltmeyle korunabildiği, kodlanmış T kapılarındaki hataların ise kuantum olasılıkları gibi yöntemlerle azaltıldığı koşullu kuantum düzeltmeyi de ele alıyor. Hata azaltma yalnızca Clifford grubuna ait olmayan kapılara uygulandığından, mantıksal düzeyde çalışmaya başlayan cihazlarda bu yük daha yönetilebilir hâle gelebilir.
Başka bir yol, kodun sendrom ölçümlerine bağlı olarak koşullu biçimde çözülen zayıf enine rotasyonların kullanılmasını öneriyor. Yanlış sendromlara sahip dallar, sihirli durumların hazırlanması, damıtılması ve teleportasyon aktarımının tamamen kullanılmasına dayanmak yerine elenebilir veya tekrarlanabilir. IBM, bu fikrin geleneksel Clifford + T yaklaşımına kıyasla yürütme süresini onlarca ila yüzlerce kat azaltabileceğini söylüyor; ancak bu, üretimde kullanılan hataya dayanıklı bir sistem üzerinde kanıtlanmış bir performans değil, beklenen bir araştırma sonucudur.
Pratikte ne değişiyor?
Hiyerarşik kodlar başka bir yol sunuyor. Bunlar, kuantum Reed-Solomon kodları gibi cebirsel kodları dahili qLDPC kodlarının üzerine yerleştiriyor; böylece dahili kodun mantıksal işlemleri, donanıma aynı düzeyde karmaşıklık eklemeden harici kodun ihtiyaç duyduğu uzun menzilli bağlantıyı sağlıyor. IBM, yüksek oranlı bir dahili kodun üzerine Reed-Solomon kodlarının eklenmesinin, fiziksel hata oranı 10-3 olduğunda ve mühendislik açısından daha az karmaşık bir birim kullanıldığında teorik olarak 1012 mantıksal işlem aralığına ulaşabileceğini belirtiyor.
Ancak gerçek zamanlı hiyerarşik hata düzeltme mevcut nesil sistemlerde doğrudan kullanılamıyor. Bundan yararlanmak için kuantum işlem birimleri ile CPU ve GPU işlemcileri veya özel hızlandırıcılar arasında yakın bir bütünleşme gerekiyor. IBM bunu IBM Quantum Systems API ve kuantum merkezli süper bilgisayar mimarisiyle ilişkilendiriyor.
certi.news değerlendirmesi: IBM'in yaklaşımındaki temel değer, tartışmayı “hataya dayanıklı bilgisayar ne zaman ortaya çıkacak?” sorusundan daha ölçülebilir bir soruya taşımasıdır: Yolun her noktasında hangi büyüklükteki devre güvenilir biçimde çalıştırılabilir? Belirtilen rakamlar gürültü maliyetinin azaltılmasında önemli bir ilerlemeye işaret ediyor; ancak mevcut cihazların tam hataya dayanıklılığa ulaştığı veya geniş ölçekli pratik uygulamaların kullanılabilir hâle geldiği anlamına gelmiyor. Sonuçlar gürültü modellerine, örnek seçimine ve klasik kaynaklara dayanıyor; ayrıca ölçeklenebilirlik, bağlantı ve kod çözme için gereken süre hâlâ açık sorular. Bu nedenle kademeli yol araştırmacılar için umut verici görünüyor, ancak iyileştirilmiş bir mantıksal devre deneyi ile geniş ölçekte hataya dayanıklı bir kuantum bilgisayar kurma arasındaki mühendislik boşluğunu ortadan kaldırmıyor.