Kuantum Bilgisayarı

Kuantum bilgisayarı nedir? Nasıl yapılır? Evde kuantum bilgisayarı nasıl yapılır? İkinci el kuantum bilgisayarı alırken nelere dikkat etmeliyiz? Güzel olurdu dimi? Ama maalesef bu yazı o şekilde ilerlemiyor, şu şekilde ilerliyor;

Kuantum bilgisayarı özetle 'kuantum mekaniği yasalarına" göre çalışan bir bilgisayar sistemidir. Kullanmakta olduğumuz kişisel bilgisayarlara göre birçok açıdan farklılık gösterir. Bildiğiniz gibi bizim makineler bit diye bildiğimiz haberleşme ve depolama birimlerini kullanmaktadır. Bit'ler söz konusu olduğunda,bir cihaz ya da fiziksel bir sistem tarafından depolanabilecek bilginin maksimum değeri normal olarak sadece 2 farklı şekilde bulunabilir.

Basitce bahsedersek, bir kapasitörün yüklü veya yüksüz olmasına göre, bir birimini 0 veya 1 durumlarından birinde olarak değerlendiririz. Fakat, kuantum bilgisayarlarında bit yerine q-bit (yada qubit)ler işlem görür.

Nedir q-bit?

Kuantum mekaniği yasalarına göre iki düzeyli sayılabilecek tüm sistemlerin q-bit bilgi taşıdığı söylenebilir. Yine aynı yasaların üst üste gelme (süperpozisyon) prensibi, bir q-bit'in hem 0 hem de 1 durumunu belirtir.

Süperpozisyon prensibine değinmek için bir zar örneği verelim. Normalde zar atılmadan önce her bir sayının gelme olasılığı 1/6 dır diye düşünürüz. Bu prensipte ise zardaki altı durumun sanki altı zar atılmış gibi mevcut olduğunu, zara baktığımız anda beş durumun birden kaybolup da tek durumu gördüğümüzü düşünmek gerekir. Yani bir q-bit sadece 1 ve 0 değil, 1,0,10 ve 10 durumlarını barındırabilir.Genel olarak n q-bit sahibi bir kuantum bilgisayarı 2^{^n} farklı durumda olabilir.

Kuantum bilgisayarlarda süper iletkenler veya optik kablolar vasıtasıyla fotonlar q-bit birimi olarak kullanılabilmektedir.

Q-bitlerin süperpozisyon durumu, süper iletkenler veya optik kabloların sağlın sağladığı hız, normal bir bilgisayar ile kıyaslanamayacak kadar büyüktür.

Çok güçlü bilgisayalarla bile aylar sürecek bir şifre kırma işlemi, kuantum bilgisayarı ve uygun algoritma sayesinde saniyeden daha kısa sürede tamamlanabilir.

Google ve IBM gibi güçlü şirketlerde kuantum bilgisayarları bulunuyor. Maalesef kullanımı öyle bizim bilgisayarlar gibi kolay ve ucuz değil. Öncelikle çözülmek istenen problem için algoritma geliştirilmesi gerekiyor.

Kuantum bilgisayarlarının kullanım alanları şimdilik çok geniş değil.

D-Wave isimli bir firma bu işe girişmiş ve optimizasyon,simulasyon, nesne algılama, video sıkıştırma gibi işler için kullanılabileceğini belirtmiştir.

Yine de kuantum bilgisayarının hesapladığı verilerin tercümesi için normal bir bilgisayar kullanılıyor.

Aman ben de alayım bir tane eve koyayım da komşunun wi-fi şifresini patlatayım diye düşünen arkadaşlara kötü haber, o iş öyle ucuz değil.

Ayrıca bilgisayarın çalışma ortamında havanın vakumlanması gerekiyor çünkü havanın içerdiği gaz molekülleri geçici olarak işleme dahil oluphesaplama hatalarına yol açabiliyor. Soğutma için sıvı nitrojen, helyum gibi gazlar kullanılıyor. Bu sistemleri bir araya getirince oldukca alan kaplayan koca koca ve gürültülü kabinler canlanıyor insanın gözünde.

Mesela kodlama yapayım şunda diyemiyorsunuz, çünkü sistem sabit değil.

Sabit değil derken, mesela 0 değerinde bir bit yok, ne olduğunu gözlemleyemeyeceğimiz bir q-bit var, dolayısıyla debug diye bir imkan da yok :)

Gelecekte kuantum bilgisayarların yaygınlaşması bekleniyor ama bu demek değil ki bizim emektar makineleri unutacağız.Bilgisayar teknolojisi gelişimine devam edecek fakat yüksek veri işlem hızı gerektiren işler için kuantum bilgisayarları kullanılacaktır.

Dilerseniz aşağıdaki videodan IBM’in kuantum araştırma laboratuvarına göz atabilirsiniz.