Kuantum Bilgisayarı Nedir? Ne işe yarar? Özellikleri Nelerdir?

Kuantum bilgisayarları geleceğin en merak edilen teknolojisi, aynı zamanda kuantum mekaniğinin mistik bir fenomeni olarak göze çarpıyor.

Kısa Bilgi

Kuantum Bilgisayarı Nedir?
Kuantum Bilgisayarı ne işe yarar?
Kuantum Bilgisayarının özellikleri nedir?
Kuantum hakkında ilginç bilgiler

Kuantum Bilgisayarı Nedir?

İşlem gücündeki hızı ile ileriye dönük büyük beklenti yaratıyor. Peki bu süper bilgisayar nasıl çalışıyor? Kuantum bilgisayarını anlatmadan önce gelin kuantum nedir oradan başlayalım. Kuantum latinceden gelen ve ‘miktar’ anlamına gelen bir terimdir. Modern bilim anlayışına göre ise bir enerji veya maddenin mümkün olan en küçük birimi olarak tanımlanır. Aslında Rönesans dönemi İtalya’sına kadar dayanan kuantum, fizik teorisyeni Max Planck ’in 1900 yılında yaptığı çalışmayla modern bilim dünyasına adımlarını attı. Alman Fizik Derneği ’ne çalışmasını sunan Max Planck, bir cismin sıcaklığının değişmesinin ardından turuncudan maviye veya kırmızıya dönen renk değişimlerinin nedenini araştırmaya başladı. 20. yüzyıla girildiğinde ise Planck, enerji değişiminin sürekli olmadığını; enerji değişimlerinin ‘kuantalaşmış’ yani kesikli olduğunu keşfetmişti. Kuanta adını verdiği enerji paketlerini formülize ederek; bazı farklı sıcaklık seviyelerinin, renk enerjilerinin bazı alanlarını işgal edeceğini buldu. 1980’de Rus matematikçi Manin tarafından ortaya atılan bir fikir ve hatta 1981’de ünlü fizikçi Feynman tarafından da açıkça destekleniyor. Ee peki neden bu bilgisayarların adı kuantum? Kuantum bilgisayarlar, kuantum mekaniğini kullanan bilgisayar türüdür, herhangi bir sıradan bilgisayardan çok daha yüksek ve verimli işlem gücüne sahiptirler. Yani yaptığı işlem miktarı fazla olduğu için adına kuantum bilgisayarı deniliyor.

Kuantum Bilgisayarı ne işe yarar?

Kullandığımız bilgisayarlar 0’lar ve 1’lerden oluşan diziler halinde bilgi depoluyorlar. Ve Her 0 ve 1’in bulunduğu birime “bit” adı verilir, bitler içerisindeki değer 0 ila 1 arasında değiştirilerek bilgi depolabiliyor. Klasik bilgisayarların aksine kuantum bilgisayarlar, bit birimlerini kullanmazlar. Bunun yerine onlar “kübit” adı verilen birimlerle bilgi depolarlar. Her kübit, 1 veya 0 ile ayarlanabileceği gibi, aynı anda 1 ve 0 ile de olabilir. Peki bu ne demek? Kuantum bilgisayarları aynı anda normal bilgisayardan daha fazla olasılığı hesaplayabilir demek. Yani: Her 1’i EVET, her 0’ı HAYIR olarak varsayarsak, klasik bilgisayarlar EVET “veya” HAYIR seçenekleriyle bilgi depoluyorlar. Kuantum bilgisayarların kübitleri ise EVET “veya” HAYIR seçeneği ile birlikte, aynı anda hem EVET hem HAYIR seçeneklerini de içerebiliyorlar. Bu da onları diğer bilgisayarlardan farklı, hızlı ve özel kılıyor. Kubitler, bağlı bir grubun aynı sayıda ikili bitten çok daha fazla işlem gücü sağlayabileceği anlamına gelen bazı ilginç kuantum özelliklere sahiptir. Bu özelliklerden birine süper pozisyon denir. Kuantum teorisi bize iki ayrı kuantum durumunun bir parçacık için aynı anda geçerli olabileceğini söylemektedir. Süper pozisyon ve kargaşa kuramı terimlerine bakarsak bu durum bizim için şaşırtıcı olabilir. kuantum

Kuantum Bilgisayarının özellikleri nedir?

Fakat bir parçacığın aynı anda farklı durumlarda bulunması durumunu günlük hayatımızda pek de tecrübe etmeyiz. Kargaşa Kuramı, diğer isimleriyle kaos kuramı ya da kaos teorisi ise; yapısal olarak bir fizik teorisi ya da matematiksel bir tümevarım değil de parçaların bir bütün olarak eğilimini açıklamaya yarayan bir yöntemdir. Karmaşa ve süper pozisyon fenomenleri gelişmiş bilgisayarlar için bize birçok açıdan yarar sağlar. Bu iki fenomen, kuantum bilgisayarların sıradan bilgisayarların asla yapamayacağı büyük, hacimli ve karmaşık işlemler ve hesaplamaların yapılmasını sağlar. Qubitlerin üretilmesi ve yönetilmesi bilim ve mühendislik için büyük bir zorluktur. IBM ve Google gibi bazı önde gelen şirketler, derin alandan daha düşük sıcaklıklara soğutulmuş süper iletken devreler kullandığı biliniyor. Fakat ionQ ve D- Wave gibi kuantum hesaplama donanımı ve yazılımı geliştiren şirketler, atomlarını ultra yüksek vakumlu odalarda, bir silikon çip üzerindeki elektromanyetik alanlara hapseder. Her iki durumda da amaç, nitelikleri kontrollü bir kuantum durumunda izole etmektir. Şu an için NASA ve Google, D-Wave şirketini kendi kuantum bilgisayar donanımlarını kurmak için kullanmaktadırlar. Yapılan araştırmalar gösteriyor ki şu an kullanılan kuantum bilgisayarlar tam anlamıyla kuantum fiziği ilkelerini tam olarak barındırmıyor. Klasik bilgisayarlarla karşılaştırıldığında bazı kuantum işlemcilerin 10 kat daha hızlı çalıştığı tespit edildi. Fakat bu değerlendirmeler sonucunda şu an için kuantum bilgisayarların evrensel kuantum bilgisayarlar olarak adlandırılması uzun zaman alacaktır. Kuantum mekaniği ve fiziğinin keşfinden itibaren uzun bir yol katedilse de ilerlemek için de önümüzde uzun bir yol vardır. Şimdilik Google, Nasa gibi büyük şirketlerin özel görevlerinde kullandıkları bu bilgisayarlar her ne kadar zamanını kestiremesek de evrimleşip bizlerin de kullanabileceği halini alacaktır. Bilim ilerledikçe teknoloji de ilerleyecek ve zamanla kuantum bilgisayarlar bile bizim için sıradan makinelere dönüşecektir.