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.
Veya bir algoritma örneği ile ilgili videolar
ve kendi algoritmanız üzerinde çalışma imkanı veren IBM'in sitesine de bakabilirsiniz.
Referanslar
· http://www.kuantum.gen.tr/2011/10/heisenbergin-belirsizlik-ilkesi-ve-farkli-yorumlanis-sekilleri-2/
· C.H
Bennett - Quantum Information And Computation, 1995
· http://www.lgcnsblog.com/features/quantum-computers-a-step-above-your-average-computer/#computer_02
Gökhan KAPLAN
Kuantum Fiziği hakkında çok yazı okudum bu aralarındakilerinin en iyisi diyebilirim. Teşekkür ederiz.
YanıtlaSilHocam çok akıcı bir dille yazmışsınız tebrik ederim
YanıtlaSil