Bugünün akıllı telefonları, 50 yıl önceki oda büyüklüğündeki bilgisayarların işlem gücüne sahiptir. Ancak bilgisayar devriminin başlangıcından bu yana teknolojide kat edilen olağanüstü ilerlemelere rağmen günümüz klasik bilgisayarlarının çözemediği ve kuantum bilgisayarlarda çözüm aranan pek çok sorun var. Kullandığımız bilgisayarlarda neredeyse atom kadar küçük olan transistör adı verilen bellek birimleri geliştirmiş olsak da artık bambaşka bilgisayarları yepyeni bir tarzda tasarlamak durumundayız.
Klasik bilgisayarların sınırları
Klasik bilgisayar, geçmişte insanlığın hayal bile edemeyeceği birçok şeyi yapmamıza yardımcı olurken, aslında veriler üzerinde işlem yapmak için iki durumu (evet-hayır, açık-kapalı vb.) temsil eden 0 ve 1 bit dizilerini kullanır. giriyoruz.Bir nevi hesap makinesidir. Amaç, kuantum bilgisayarların klasik bilgisayarların yerini alması değil, klasik bilgisayarların yeteneklerinin ötesinde karmaşık sorunları çözmek için kullanacağımız farklı bir araç üretmektir. Saklamamız gereken bilgilerin sürekli arttığı “büyük veri” dünyasında, klasik bilgisayarlar genellikle tek bir işi yapmakla sınırlı olduğundan, problemler ne kadar karmaşıksa, işlemler o kadar fazla zaman ve enerji tüketir. Günümüz bilgisayarları için çok fazla enerji ve zaman gerektiren ve aşılmaz gibi görünen problemler, kuantum bilgisayarların kolaylıkla çözmesi beklenen problemlerdir.
Kuantum bilgisayarların gücü
1936 yılında Alan Turing tarafından icat edilen “Turing makinesi”, kuantum bilgisayarın teorik bir modelidir ve evrensel kuantum bilgisayar olarak da bilinir. Soyut bir makineyi tanımlayan bu hesaplamalı-matematiksel model, basit olmakla birlikte, bu algoritma verildiğinde herhangi bir bilgisayar algoritmasının mantığını simüle edebilen bir Turing makinesi oluşturabilir. Kuantum alanı 1980’de Paul Benioff ve Yuri Manin, 1982’de Richard Feynman ve 1985’te David Deutsch tarafından başlatıldı ve geliştirildi. Atomların ve atom altı parçacıkların dünyasında, parçacıklar aynı anda birden çok durumda var olabilir ve alışılmadık şekillerde davranabilir. Kuantum bilgisayarlar da bu yeteneği kullanır.
Geleneksel bilgisayarların kullandığı bitler yerine kuantum bilgisayarlar, qubit adı verilen kuantum bitlerini kullanır. Farkı anlamak için, örneğin, bir küre tasavvur edildiğinde, kürenin herhangi bir kutbunda bir bit bulunabilir, ancak kürenin herhangi bir noktasında bir kübit bulunabilir. Bu özellik, qubit kullanan bir bilgisayarın çok büyük miktarda bilgi depolayabileceği ve geleneksel bir bilgisayardan daha az güç tüketebileceği anlamına gelir. Geleneksel fizik yasalarının artık geçerli olmadığı bu alanda, işlemciler bugün kullandığımız işlemcilerden çok daha hızlı (bir milyon kez veya daha hızlı) üretilecek.
Neden kuantum bilgisayarlara geçmeliyiz?
Bilgisayar endüstrisinin üzerindeki baskı, bilgisayarları daha verimli hale getirmenin yollarını acilen bulma baskısı, geleneksel yöntemlerle üretilen bilgisayarlarla enerji verimliliğinin sınırlarına ulaşılmış olmasıdır. 2040 yılına kadar dünya çapında sayısız bilgisayara güç sağlayacak enerji kapasitesine ulaşılacak. Açıkçası, klasik bilgisayarlara dayalı sistemler, kuantum bilgisayarlar yeterince hızlı geliştirilmezse ölmeye başlayacak.
Kuantum bilgisayarların dünyamızda neyi değiştireceğini tahmin etmek zor. Çünkü fiziğin tamamen yeni bir alanındaki buluşlar tüm sektörlerde değişimleri beraberinde getirecek ve daha önce hiç düşünülmemiş çözümler ve kullanımlar olacaktır. Ancak klasik bilgisayarların, yalnızca iki seçeneğe (0 ve 1) sahip bitlerin basit kullanımıyla dünyamızı nasıl değiştirdiğine baktığımızda, milyonlarca hesaplama yapabilen bir kübitin işlem gücünün aynı anda gerçekleştirebileceği olağanüstü, sonsuz olanaklar, Hayal gücümüzün sınırları.
Bilinen şey, oyunun kurallarının her sektörde değişeceği ve iş yapma, yeni ilaçlar ve malzemeler icat etme, verileri koruma ve hava ve iklim değişikliği olaylarını tahmin etme şeklimiz üzerinde önemli etkileri olacağıdır. IBM ve Google gibi dünyanın en etkili şirketlerinin ve ABD, Rusya ve Çin gibi ülkelerin kuantum teknolojisine yatırım yapması tesadüf değil.
Kaynak:
— Scott Aronson, “Democritus’tan Beri Kuantum Hesaplama,” Cambridge University Press, (2013).
– N. David Mermin, “Quantum Computer Science: An Introduction”, Cambridge University Press, (2007).
yazar: Juni Saraoğlu’nu aç
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]