Kuantum bilgisayarlarla yıldırım aşkınızın peşinde

Peki ya koca İstanbul’daki herhangi bir mahalleden, başka bir ilden hatta dünyanın başka bir ülkesindense, onu nasıl bulacaksınız?

Normal bilgisayarlar bir bitle çalışır, yani iki olasılıktan bir tanesi geçerlidir, bu da 1 veya 0’dir. Sizin durumunuzda da, bütün insanları tek tek tarayarak karar vereceğinden, bu işlem çok uzun yıllar alabilir ve sevdanız da, bir romana sürükleyici bir konu olmaktan öteye geçemeyebilir.

Klasik bilgisayarların işlem hızları, içerdikleri transistörler oranında olduğundan, bize bir anda yapılmış gibi gelen işlemler, aslında birer birer yapılarak bir sonraki aşamaya geçilmektedir.

Ancak -273 derece soğuklukta izole edilen atomlar kullanılarak çalışan kuantum bilgisayarlarda buna artı olarak ikisinin de geçerli olduğu süper-pozisyon durumu bulunmaktadır.

Bunu şöyle de düşünebiliriz: Metrobüsteyken, aklınıza evden çıkarken kapıyı kapatıp kapatmadığınız geldi. Normal bilgisayara göre bunun tek bir cevabi, ya açık ya da kapalıdır. Kuantum mekaniğine göre ise hem açık hem de kapalıdır ve bu durum, eve dönüp kapıyı kontrol edinceye kadar da geçerlidir.

Bunun bilim tarihindeki ilk örneği ise Avusturyalı fizikçi Erwin Shrödinger’in 1935’te yayınladığı deneydir. Bu deneyde, kutunun içinde aktifleşmeye hazır kimyasal bir düzenek ve kedi vardır. Kutu kapalı olduğu için düzeneğin aktifleşip kediyi öldürüp öldürmediğini bilmediğimizden an itibariyle kedi hem ölü hem de diridir. Kutuyu açıp baktığımızda ise süper-pozisyon ortadan kalkarak gerçek ortaya çıkar.

İŞLEM GÜÇLERİNİ DAHA ANLAYACAĞIMIZ BİR DİLDE ANLATSAN

Normal bilgisayarlardaki bir bit’in kuantum bilgisayardaki karşılığı qubit’tir. Şöyle bir örnek verelim: 50 bit’in bütün varyasyonları göstermek için şu anda kullandığımız bilgisayarlarla 50 bit’lik bir hafızaya ihtiyaç duyarız. 50 qubit’in bütün olasılıkları içinse, 50000 trilyon bitlik hafızaya ihtiyaç vardır.

Eğer bir qubit ayni anda hem 1 hem de 0 ile işlem yapabiliyorsa bu durumda 2 qubit 4 bilgisayar gücünde, 4 qubit 16 bilgisayar ve böylece artarak devam eder. Bu da kuantum bilgisayarların, tek bir işlemle, günümüz bilgisayarlarının binlerce yılda çözemeyeceği bir problemi çözebilmesi anlamına gelmektedir.

Kara sevdaya tutulduğunuz kişiyi de, kuantum bilgisayarlar tüm dünyadaki insanları aynı anda tek bir işlemle tarayacağından; siz çayınızı koyup, ilk yudumu aldığınızda, çoktan bulmuş olacaktır!

Günümüzde bilgisayarların karşısına bunun gibi bir çok komplike ve mevcut işlemci hızıyla yüzyıllar alacak problemler çıkmaktadır.

Dolayısıyla kuantum bilgisayarlar tek bir doğru cevabı değil; en iyi çözümle beraber diğer alternatif çözümlerin de hepsini sunar. Bu açıdan bu bilgisayarlar, belirleyici tek bir çözümden ziyade bütün olasılıkları sunarak, seçimi kullanıcıya bırakır.

MEVCUT İNTERNET HATTIMIZLA KULLANABİLİR MİYİZ?

Bu hafta Salı günü Physical Review X dergisinde, Singapur ve Avustralyalı bilim adamları, kimsenin hackleyerek öğrenmesini istemediğiniz araştırmanızı, şu anda kullandığımız internet ağlarını kullanarak, kuantum bilgisayarlarla nasıl çözülebileceğimizi anlatan bir makale yayınladılar.

Makale, araştırmalarına devam eden bilim insanlarıyla beraber herkesin, bu bilgisayarlara güvenle erişebilmelerini ortaya çıkarması açısından, büyük heyecan uyandırdı.

DÜNYADA KUANTUM BİLGİSAYARLARLA İLGİLİ GELİŞMELER NELER?

IBM, 17 Mayıs’ta 16 qubit’lik yani 65536 bilgisayar gücündeki kuantum bilgisayarını, herkesin kullanımına ücretsiz açtığını duyurdu.

Google ise, yıl sonuna kadar 49 qubitlik bir bilgisayarı kullanıma sokmayı planlıyor.

Google ve NASA ile beraber çalışmalar yapan D-Wave’in bilgisayarları 2000 qubitlik işlemci gücünde olmasına rağmen, gerçek anlamdaki kuantum bilgisayarlar gibi çalışmamaktadır.

Microsoft ise, negatif iyonlar kullanarak daha hassas ve hatasız işlem yapan topolojik kuantum bilgisayarlar üzerinde çalışmaktadır. Araştırma laboratuvarı Station Q’da, dünyanın her yerinden araştırmacılar, kuantum programlama kodlarını indirip üzerinde çalışabilir; geliştirdikleri kodları da buradaki kuantum bilgisayarda çalıştırarak test edebilirler.

TÜRKİYE’DEKi KUANTUM ARAŞTIRMALARI

Doç. Dr. Afif Sıddıki tarafından, 2012 yılında İstanbul Üniversitesi bünyesinde 6 milyon TL harcanarak, dünyadaki en iyi kuantum araştırma laboratuvarlarından biri kuruldu. Ancak değerli hocamız, tarihimizdeki Vecihi Hürkuş benzeri bir durumla meslekten atılarak, 2014 yılında da laboratuvarı kapatıldı. İşsiz kalan doktora sonrası araştırmacılardan Metin Kendirik’in geçimini sağlamak için girdiği bir sonraki işi ise, başka bir acı hikayedir.

İYT Üniversitesindeki Uygulamalı Kuantum Araştırmalar Merkezi ise çalışmalarına halen devam etmektedir.

GÜNLÜK HAYATIMIZDA KUANTUM BİLGİSAYARLAR

Bu bilgisayarlarla, her ne kadar youtube videosu izlemek ya da internette sörf yapmak çok yavaş ve League of Legends, Minecraft, Counterstrike gibi oyunlar oynanamasa da; optimizasyon ve karmaşık analiz gerektiren hava durumu tahmini, trafik sıkışıklıkları, ilaç geliştirilmesi, kıtlık, susuzluk gibi bir çok problemin çözümünde, insanlığa büyük hizmetler sunmaya başladılar bile!

Gelecekteki bilgisayarlarımızda ise silikon ve kuantum işlemcilerin beraber bulunacağı, yapacağımız işleme göre, ilgili işlemcinin devreye gireceği ön görülmektedir.

BAŞKA ÇÖZÜM…

Belki de bizler ağaca, doğaya daha saygılı olup, silahlanma yerine dünyadaki açlık ve susuzluk problemlerine eğilsek, kuantum bilgisayarlara da çözecek sorun bırakmayacağız. Kendi yarattığımız kaos büyüdükçe, onu çözmekte üstel olarak artarak kaotikleşmektedir.

Bir gün, gazete ve televizyonlarımızda, komplo teorileri ve siyasi tartışmalardan çok bilimsel gelişmelerin haberlerin haberlerinin yapıldığına şahit olacağız.

İNANIRSAN OLUR!

cikmazozcan@gmail.com

https://www.facebook.com/ozcan.cikmaz.7

https://twitter.com/ozcan_cikmaz