İLKEL BİLGİSAYARDAN KUANTUM BİLGİSAYARINA YOLCULUK

Bugüne kadar kuantum mekaniğinden bahsedilirken bir sürü teori konuşuldu. Aklın sınırlarını zorlayan deneylerden, makro evrenden çok farklı işleyen mekanizmalardan bahsedildi. Hepsi konuşulurken tek soru vardı akıllarda belirsizlik, dalga parçaçık ikiliği, kuantum dolanıklığı ve ışınlanma. Tüm bunlar bizler için ne ifade ediyor? Veya edecek gerçek hayattaki karşılığı ne tüm bunların. Bu soruların cevabını bulabileceğimiz konuyla beraberiz Kuantum Bilgisayarları veri üzerinde işlem yapmak için bindirme ve dolaşma gibi kuantum-mekanik fenomeninin doğrudan kullanımını sağlayan teorik hesaplama sistemlerini kullanan bilgisayarlardır.

Max Planck den bu yana sürdürdüğümüz bu konuda konuşulacak çok fazla olay var fakat bu yazı ile genel bir çerçeve çizmek istiyorum. Hep beraber bizi neler bekliyor onu konuşalım her şeyi bir temele oturtalım, sizde fark edeceksiniz ki bir sürü kapı açılacak önümüze o kapıları da tek tek kapatacağız en azından çalışacağız. Bir şeyi unutmamamız lazım şuanda mevcut bilgisayarlarımızın bir hesap makinesinden fazlası olmadığını aklımızda bir tutalım çok gelişmiş bir hesap makinesi transitörler ile limitlerimiz ve yapabileceklerimiz belli, medeniyeti bu boyuta kadar getirdiler fakat daha ileriye götürmeleri için artık emekli olmaları gerekiyor. Bu bilgisayarları terk edeceğimiz anlamına gelmiyor ne yapıyorsak yapmaya devam edeceyiz fakat günümüz bilgisayarların bile altından kalkamayacağı çok büyük sorunlar bizleri bekliyor.

Bu aşamada bizlere çok büyük bir yenilik gerekiyor, bunu unutmayalım çünkü kuantum bilgisayarlarından bahsederken çoğu kişinin aklına günümüz bilgisayarlarından daha güçlü daha potansiyelli bir bilgisayar akla gelmektedir. Hayır! Kuantum bilgisayarları tamamen yeni bir olgudur, mevcut bilgisayarlarla herhangi bir anlamda benzeşmemektedir. Klasik bilgisayarlarla Kuantum bilgisayarlarını birbirleri ile karşılaştırırken, klasik fizik ile kuantum fiziği birbirine ne kadar benziyorsa o kadar benziyor diye düşünebilir yani hiç! Peki nedir bu kuantum bilgisayarları insan oğlunun bugüne kadar yapmış olduğu en karmaşık sistemdir aslında kuantum bilgisayarlarının nasıl çalıştığını anlamak biraz zorlu bir meydan okumaktır aslında ama buna kısa bir oyunla anlayabilir. Oyunumuz şu şekilde olsun bir anahtar ve farklı odada bir ampul olduğunu varsayalım 2 kişilik oynana bu oyunun kuralları şu şekildedir. Anahtarın olduğu odaya sırayla girilmektedir ve her giren kişi için anahtarı ya pozisyonu değiştirebilir ya da hiç karışmaz. İki kişi bunları yaptıktan sonra ampulün olduğu odaya girildiğinde lamba yanıyorsa birinci Kişi yanmıyorsa ikinci kişi kazanır. Buraya kadar oyunu bir insanla oynadığımız zaman kazanma şansımız %50 dir. Peki bunu Günümüz bilgisayarı ve bir insan oynadığını düşünelim bu durumda da sonuç değişmeyecek ve kazanma oranı %50 olacaktır. Günümüz bilgisayarları yerine Kuantum Bilgisayarlarını koyduğumuz zaman ise kazanma oranı %100 olacaktır Yani bu durumda her defasında kuantum bilgisayarı galip gelecektir milyarlarca kez tekrarlansa da kazanma şansınız 0 dır. Nasıl yani? Az önce klasik bilgisayarlardan bahsederken çok gelişmiş bir hesap makinesi dememdeki amaçta budur Klasik bilgisayarlar ne kadar gelişmiş olursa olsunlar bilgileri BINARY yani 1 ve 0 şekilde iletir ve işlerler bu duruma da BIT şeklinde ifade edilir. Fakat kuantum bilgisayarları QUBIT kullanırlar bu QUBIT ler hem 0 hem 1 hem de her ikisi de olabilirler aynı anda iki durumda da tanıdık gelebilir. Süper pozisyondan bahsediyorum Kuantum evreninin temel özeliklerinden bir tanesidir. Bir parçaçığın aynı anda birden fazla durumda bulunma özelliği. Yani az önceki oyunu bir kuantum bilgisayarla oynasaydınız, söz konusu anahtar hem açık hem de kapalı durumda olacaktı, siz ampulü her gözlemlediğinizde her zaman ampul yanıyor olacaktı ve kuantum bilgisayarı galip gelecekti. Peki gelelim bu kuantum bilgisayarı diye tabir edilen şeyler günün birinde cebimizde yer alabilecekler mi? Bunun çok zor olduğu söyleniyor neden mi? Çünkü Kuantum bilgisayarındaki QUBIT dediğimiz parçacıklar bildiğimiz atomların elektronlarından oluşur. Mesela bir Fosfor(P) atomunun elektronudur. Bu nedenle çok hassas bir parçadan söz ediyoruz normal şartlarda kontrol edemediğimiz ölçemediğimiz belirsizler denizinde yüzen parçaçıklardır. Kuantum bilgisayarın çalışma mantığı da bu belirsizlik olgusu, dalga parçacık durumu, süper pozisyon durumu. Yani bir parçacığa bir müdahalede bulunulursa tüm pozisyonlar kayboluyor ve ortada tek bir pozisyon elde ediliyor “çöküş” deniliyor bunun adına. O nedenle elektronları kontrol altına tutmamız için tüm toz parçacıklarından tüm kızıl ötesi ışınlardan, elektromanyetik dalgalardan uzak tutmamız gerekiyor. Herhangi ufacık müdahale tüm sistemin çökmesi anlamına geliyor çünkü işimize yaramıyor Bu yüzden vakum tüplerinin içlerinde muhafaza ediliyor bu QUBIT ler daha da önemlisi bu vakum tüpleri çok soğuk olmak zorunda yani Mutlak 0 a eşit(-273.15 derece) çünkü ısı enerji demek enerji ne kadar yüksek olursa atomlar ve elektronlar o kadar dengesiz bir hal almaya baslarlar stabil olmaları için soğuk bir ortamda tutulmaları gerekiyor. Yani şuanda Kuantum bilgisayarların ilkel dönemlerindeyiz diyebiliriz. Klasik bilgisayarların kocaman olduğu dönemlerdeki gibi. Peki neden ihtiyaç duyuyoruz kuantum Bilgisayarlarına ne için kullanacağız.  Bunun için en çarpıcı en ütopik en sıra dışı kullanım olasılığı için Kuantum bilgisayarları Öncülerinden Richard Feynman’a kulak vermemiz gerekir “Doğa klasik değildir. Ve doğayı simüle etmek istiyorsanız kuantuma indirgemeli ve bu şekilde modellemelisiniz. İnanın bana bu inanılmaz büyük bir meydan okumadır. İnsanlığın karşılaştığı çözümü en zor sorun.” Feynman bunu söyledikten 40 yıl sonra bunu konuşmaya başlayabiliriz hatta başladık bile. Doğanın bir simülasyonu. Önce molekülleri simüle etmemiz gerekti 2016 da Google, Hidojen(H) molekülünün Sümilasyonunu tamamladığını açıkladı. Peki nedir bu simülasyon Kuantum mekaniğini anlamamız için bir temel başlangıç şu şekilde diyebilirim günümüz klasik bilgisayarlarından bir Molekülün simülasyonu milyonlarca yıl sürebilir. Molekülleri simüle ettiğiniz zaman ise Fizik, Kimya ve Tıp Alanında tamamen bir çığır açmış oluyorsunuz. Tamamen gelişmiş bir Kuantum bilgisayarı sizin vücudunuzdaki atomları simüle edebilir, sorunları tespit edip onun için gerekli ilaçları da simüle edebilir.

Yani kısaca bilimde, teknolojide, enerjide gelişmek istiyorsak yani hayatı anlamak istiyorsak artık ilkel sayılabilecek günümüz bilgisayarlarını emekli edip yerine kuantum bilgisayarlarını geçirmenin tam zamanı. Çünkü evreni anlamak istiyorsak evrenin en küçük yapı taşı olan atomları, elektronları anlayıp simüle edebilmemiz lazım.

(Visited 84 times, 1 visits today)

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir