Kuantum bilgisayarı daha evvel hiç duydunuz mu? Duymamış olabilmeniz beklenen zira birçok ülke hala kuantum bilgisayar üretme düzeyine gelebilmiş değil. Kuantum bilgisayar nedir, neye benzeri? İçeriğimizde açıklıyoruz👇
Kaynak: https://builtin.com/hardware/quantum-…
Öncelikle kuantum hesaplama nedir, onun yanıtını arayalım.
Kuantum hesaplama klasik hesaplamadan büyük ölçüde farklıdır. Wilfrid Laurier Üniversitesi’nden kuantum fizikçisi Shohini Ghose, kuantum ve klasik hesaplama ortasındaki farkı ampul ve muma benzetmiştir:
‘Ampul yalnızca daha âlâ bir mum değildir; büsbütün farklı bir şeydir.’
Kuantum hesaplama, kuantum teorisinin prensiplerini kullanarak matematiksel sorunları çözer ve kuantum modellerini çalıştırır.
Modellemek için kullanıldığı kuantum sistemlerinden kimileri fotosentez, harika iletkenlik ve karmaşık moleküler oluşumları içerir. Kuantum hesaplamayı ve nasıl çalıştığını anlamak için öncelikle kübitleri, süperpozisyonu, dolaşıklığı ve kuantum teşebbüsünü anlamanız gerekir.
Kuantum teşebbüsü nedir?
Kübitler süperpozisyonu deneyimledikçe, doğal olarak kuantum teşebbüsünü de deneyimleyebilirler. Bu teşebbüs, kübitlerin çökme mümkünlüğüdür. Teşebbüs mümkünlüğü nedeniyle, kuantum bilgisayarlar bunu azaltmak ve hakikat sonuçlar elde etmek için çalışır.
Kübitler nedir?
Kuantum bitleri yahut kübitler, kuantum hesaplamadaki temel bilgi ünitesidir. Qubitler birebir anda birden fazla durumda olmak için süperpozisyonu kullanır. İkili bitler sırf 0 yahut 1’i temsil edebilir. Kübitler 0 yahut 1 olabileceği üzere her iki durumun süperpozisyonunda 0 ve 1’in rastgele bir kesimi da olabilir.
Kübitler nelerden oluşur?
Bu sorunun karşılığı, kuantum sistemlerinin mimarisine bağlıdır, zira kimilerinin düzgün çalışması için çok soğukluklar yahut sıcaklıklar gerekir. Kübitler tuzaklanmış iyonlardan, fotonlardan, yapay yahut gerçek atomlardan yahut kuasipartiküllerden yapılabilirken ikili bitler çoklukla silikon bazlı çiplerdir.
Süperpozisyon nedir?
Basitçe söylemek gerekirse kuantum süperpozisyonu, kuantum parçacıklarının tüm muhtemel durumların bir kombinasyonu olduğu bir moddur. Waterloo Üniversitesi Kuantum Hesaplama Enstitüsü bilimsel toplumsal yardım yöneticisi John Donohue, süperpozisyonla ilgili daha enteresan gerçeğin kuantum durumlarına birden fazla biçimde bakma ve ona farklı sorular sorma yeteneği olduğunu söyledi. Yani, klâsik bir bilgisayar üzere vazifeleri sırayla yerine getirmek yerine, kuantum bilgisayarlar çok sayıda paralel hesaplama yapabilir.
Buradaki en kıymetli çıkarım, bir kuantum bilgisayarın “tüm yolları birebir anda denemesini” sağlayan şeyin süperpozisyon olduğudur. Kuantum bilgisayarlar ölçüm ve müşahede yapmak için çeşitli algoritmalar kullanır.
Bu algoritmalar bir kullanıcı tarafından girilir, bilgisayar daha sonra kalıpların ve ferdi bilgi noktalarının bulunduğu çok boyutlu bir alan yaratır. Örneğin, bir kullanıcı, kullanılacak en az güç ölçüsünü keşfetmek için bir protein katlama sorununu çözmek isterse, kuantum bilgisayarı katlama kombinasyonlarını ölçecektir; bu kombinasyon sorunun yanıtıdır.
Dolaşıklık/dolanıklık nedir?
Kuantum parçacıkları birbirlerinin ölçümlerine karşılık verebilirler ve bu duruma dolanıklık denir. Dolanıklık sırasında, bir kübitten alınan ölçümler öbür üniteler hakkında sonuçlara ulaşmak için kullanılabilir. Dolanıklık, kuantum bilgisayarların daha büyük sorunları çözmesine, daha büyük data ve bilgi depolarını hesaplamasına yardımcı olur.
Kuantum bilişim nedir?
Kuantum hesaplama, klâsik bilgisayarlar için çok büyük yahut karmaşık meseleleri çözmek için kuantum mekaniği maddelerini kullanan bir süreçtir. Kuantum bilgisayarlar, çok boyutlu kuantum algoritmalarını çalıştırmak ve çözmek için kübitlere güvenir.
Kuantum bilgisayarlar nasıl çalışır?
Kuantum bilgisayarlar bilgiyi klasik bilgisayarlardan farklı bir biçimde işler. Klasik bilgisayarlar ikili bitlerle çalışır lakin kuantum bilgisayarlar bilgiyi kübitler aracılığıyla iletir.
Görünüşe nazaran kübitler daha fazla bakım gerektiriyor. Rastgele bir sayıda kolay aksiyon yahut değişken, yanılgıya eğilimli kübitlerin dekoheransa düşmesine yahut bir kuantum durumunun kaybolmasına neden olabilir.
Yani onu kullanmak da buna sebep olabilir. Küçük titreşimler ve sıcaklık değişimleri bile kübitlerin bozulmasına neden olur. Bu nedenle kuantum bilgisayarlar yalıtılmış halde tutulur ve üstün iletken devreler üzerinde çalışanlar – Google ve IBM tarafından tercih edilen sistem – mutlak sıfıra yakın bir sıcaklıkta tutulmalıdır.
Bir kuantum bilgisayarının gerçekte neye benzediği değişebilir. IBM, Microsoft ve Intel üzere teknoloji şirketleri, satın alma yahut özel üyelikler üzere yollarla erişilebilen kuantum simülatörleri ve işlemcileri geliştirmiştir.
Örneğin, piyasada GitHub üzerinden çevrimiçi olarak erişilebilen çeşitli açık kaynaklı kuantum araç setleri de bulunmaktadır. Gerçek bir kuantum bilgisayarın fizikî yapısı temel olarak üç kısımdan oluşur. Birinci kısım, programlamayı çalıştıran ve kübitlere talimatlar gönderen klasik bir bilgisayar ve altyapıdır. İkinci kısım, sinyalleri bilgisayardan kübitlere aktaran kısımdır. Son olarak, kübitler için bir depolama ünitesine gereksinim vardır. Kübitler için bu depolama ünitesi kübitleri stabilize edilmeli ve muhakkak muhtaçlıklar karşılanmalıdır.