Hazırlayan: Zeynep GÜZELTEPE
Son yıllarda gündemden düşmeyen, geleceğin teknolojisi olarak bakılan ve teknoloji devlerini yarışa sürükleyen kuantum bilgisayarlar nedir? Nasıl çalışır?
En sade tanımıyla “kuantum fiziğinin mekaniklerine göre çalışan bilgisayardır” diyebiliriz. Yani elektron, proton gibi atom altı parçacıklarını kullanır.
Kuantum Bilgisayarlar Nasıl Ortaya Çıktı?
İlk olarak birbirlerinden bağımsız olarak Yuri Manin ve Richard Feynman kuantum hesaplamalarının, kuantum mekanikleriyle çalışan bilgisayarlarda yapılabileceği fikrini öne sürdüler. Nihayetinde son yıllarda D-Wave, Google ve IBM gibi şirketler bu alanda girişimlerde bulundular.
Kuantum Bilgisayarlar Nasıl Çalışır?
Daha anlaşılır kılmak için klasik bilgisayarlardan yola çıkalım. Klasik bilgisayarlar bir devre üzerindeki elektrik akımını anahtarlar yardımıyla açarak veya kapatarak çalışır. Bu anahtarın açık ya da kapalı olması sayesinde oluşturulan sıfır ve birler bilgisayar kodlarının temelini oluşturur. Bu yapıtaşlarına da bit adı verilir. Bu bitlerle de bilgiler bilgisayarda depolanır.
Kuantum bilgisayarlarda ise bilgi, manyetik alanın etkisinde bulunan bir elektronun yönüyle ifade edilir. Bu elektrona da qubit (kuantum biti) denir. Elektronun manyetik alanın kuzey kutbuna bakması 1, güney kutbuna bakması ise 0’la ifade edilir. Ancak elektron sürekli dönüyor ve farklı ihtimallerle kuzey ya da güney ucuna bakabiliyor. Yani farklı zamanlarda gözlemlediğimizde hem 1 hem 0 olarak görülebilir. Böylece bir qubit aynı anda iki değer alabiliyor. Buna süper pozisyon (superposition) ilkesi deniyor. Ayrıca qubitlerin bitlerden temel farkı sadece 0 ve 1 değerlerine karşılık gelen durumlarda değil, bu durumların sonsuz farklı lineer kombinasyonunda da bulunabilmeleridir. Bu sayede klasik bilgisayarlardan çok daha küçük bir alandan ve çok daha büyük bir hızla çalışabiliyorlar.
Kuantum bilgisayarının çok hızlı problem çözme yeteneği özellikle siber güvenlik alanında hem büyük fırsatlar hem de büyük riskler sunuyor. Öte yandan kimya ve ilaç endüstrisinde geliştirme süreçlerini çok hızlandırma potansiyeli de kuantum bilgisayarları ilgi çekici kılan bir diğer alan.
Bu özelliklerinin haricinde kuantum bilgisayarlar şu an kullandığımız klasik bilgisayarların yerini almak için geliştirilmiş bir üst sürüm gibi düşünülemez. Fakat yeni bir teknoloji olarak bakılabilir. Çünkü klasik bilgisayarın yapmakta uzun zaman harcadığı kimi işlemler için kuantum bilgisayarlar saniyelik zaman harcasa da bazı işlemler içinse klasik bilgisayarlarımız daha uygun ve hızlı. Ayrıca atomları kullandığı için çok hassas yapıda. Bu yüzden uzaydan daha soğuk bi ortam sağlayacak soğutucularla çalıştırılabilmekte.
Teknolojinin bi sonraki büyük adımı olarak görülen kuantum bilgisayarlara gelecekte çok daha yakın olacağımız aşikar..