Kuantum Bilgisayar nedir?

Kuantum bilgisayar, bilgisayar teknolojisinde yeni, ultra güçlü bir dönemdir.

Kuantum bilgisayar, bugün dünyada sahip olduğumuz en gelişmiş süper bilgisayardan 158 milyon kat daha hızlı bir bilgisayar türünü içeren yeni nesil bir teknolojidir. O kadar güçlü bir cihaz ki, geleneksel bir süper bilgisayarın 10.000 yılda başarabileceğini dört dakikada yapabilir. 

Onlarca yıldır bilgisayarlarımızın hepsi aynı tasarım üzerine inşa edildi. İster NASA'daki devasa makineler, ister evdeki dizüstü bilgisayarınız olsun , hepsi özünde yalnızca övülen hesap makineleridir, ancak en önemlisi, bir seferde yalnızca bir şey yapabilirler.

Tüm bilgisayarların çalışma şeklinin anahtarı, bit adı verilen ikili rakamlardan oluşan bilgileri işlemeleri ve depolamalarıdır. Bu bitlerin yalnızca bir veya sıfır olmak üzere iki olası değeri vardır. Bilgisayarların Temelleri kitabına göre, bir bilgisayarın belirli bir görevi yerine getirmek için okuması gereken ikili kodu oluşturan bu sayılardır .

KUANTUM BİLGİSAYAR NEDİR?

Kuantum teorisi, Documenta Mathematica dergisine göre, atomların küçük dünyası ve içlerindeki daha küçük (atom altı) parçacıklarla ilgilenen bir fizik dalıdır . Bu küçücük dünyayı incelediğinizde, fizik yasaları çevremizde gördüklerimizden çok farklıdır. Örneğin, kuantum parçacıkları aynı anda birden fazla durumda var olabilir. Bu süperpozisyon olarak bilinir.

Kuantum bilgisayarlar, bitler yerine kuantum bitleri, kısaca 'qubit'ler kullanır. IEEE Uluslararası Büyük Veri Konferansı'nda yayınlanan bir makaleye göre, geleneksel bir bit yalnızca bir veya sıfır olabilirken, bir qubit aynı anda bir, bir sıfır veya her ikisi de olabilir .

Bu, bir kuantum bilgisayarın diğerine başlamadan önce bir işlemin bitmesini beklemesi gerekmediği anlamına geliyor, aynı anda yapabiliyor. 

Bir tanesi dışında hepsi kilitli olan birçok kapınız olduğunu ve hangisinin açık olduğunu bulmanız gerektiğini hayal edin. Geleneksel bir bilgisayar, kilidi açılmış olanı bulana kadar her kapıyı birbiri ardına denemeye devam ederdi. Kaç kapı olduğuna bağlı olarak beş dakika sürebilir, bir milyon yıl sürebilir. Ancak bir kuantum bilgisayar tüm kapıları aynı anda deneyebilir. Bu onları çok daha hızlı yapan şeydir.  

Kuantum parçacıkları, süperpozisyonun yanı sıra , bu teknolojiyi potansiyel olarak çığır açıcı kılan, dolaşıklık adı verilen başka bir garip davranış sergilerler. İki kuantum parçacığı birbirine karıştığında, birbirlerinden ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar bir bağlantı oluştururlar. Birini değiştirdiğinizde, diğeri de aynı şekilde tepki verir - aralarında binlerce mil uzakta olsalar bile. Nature dergisine göre Einstein bu parçacık özelliğini "uzaktan ürkütücü hareket" olarak adlandırdı 

TASARIM SINIRLAMALARI

Hızın yanı sıra, kuantum bilgisayarların geleneksel bilgisayarlara göre bir başka avantajı da boyuttur. Moore Yasasına göre , IEEE Annals of the History of Computing dergisine göre, bilgi işlem gücü her iki yılda bir kabaca ikiye katlanıyor . Ancak bunu mümkün kılmak için mühendislerin bir devre kartına giderek daha fazla transistör takması gerekiyor. Bir transistör, kapalı veya açık olabilen mikroskobik bir ışık anahtarı gibidir. Bir bilgisayar, ikili kodda bulduğunuz bir sıfırı veya bir sıfırı bu şekilde işler.

Daha karmaşık sorunları çözmek için bu transistörlerden daha fazlasına ihtiyacınız var. Ama onları ne kadar küçük yaparsanız yapın, bir devre kartına sığabilecek kadar çok var. Peki bunun anlamı nedir? Genç Bilim Adamları Dergisi'ne göre, er ya da geç, geleneksel bilgisayarlar bizim onları yapabildiğimiz kadar akıllı olacaklar . Kuantum makinelerinin bir şeyleri değiştirebileceği yer burasıdır. 

Kuantum bilgisayarları inşa etme arayışı, gezegendeki en büyük şirketlerden bazılarının ve aslında hükümetlerin teknolojiyi daha da ileri götürmek için rekabet etmesiyle küresel bir yarışa dönüştü ve para piyasalarında kuantum hesaplama hisselerine olan ilginin artmasına neden oldu.  

Bir örnek, D-Wave tarafından oluşturulan cihazdır. Şirketten yapılan bir basın açıklamasına göre, iş kullanımı için tasarlanmış ilk ve tek kuantum bilgisayar olduğunu söylediği Advantage sistemini kurdu . 

D-wave, 5.000'den fazla qubit ve 15 yönlü qubit bağlantısına sahip yeni bir işlemci mimarisiyle tasarlandığını ve bunun şirketlerin en büyük ve en karmaşık iş sorunlarını çözmelerini sağladığını söyledi.

Firma, makinenin müşterilerin bulutta ölçekte gerçek dünya, üretimde kuantum uygulamaları geliştirmesini ve çalıştırmasını sağlayan ilk ve tek kuantum bilgisayar olduğunu iddia ediyor. Firma, Advantage'ın 30 kat daha hızlı olduğunu ve önceki nesil sistemine kıyasla zamanın %94'ünde eşit veya daha iyi çözümler sunduğunu söyledi.

Ancak kuantum bilgisayarların devasa teorik hesaplama gücüne rağmen, eski dizüstü bilgisayarınızı henüz çöp kutusuna atmaya gerek yok. Quantum Computing Inc.'e (QCI) göre, geleneksel bilgisayarlar her yeni çağda hala oynayacak bir role sahip olacak ve elektronik tablolar, e-posta gönderme ve kelime işleme gibi günlük görevlere çok daha uygundur .

Kuantum bilgisayarın gerçekten radikal bir değişiklik getirebileceği yer , tahmine dayalı analitikte. Kuantum bir bilgisayar en yüksek hızlarda analizler ve tahminler yapabildiğinden , sürekli değişen milyarlarca olmasa da milyonlarca değişkenin olduğu  hava modellerini tahmin edebilir ve trafik modellemesi yapabilir.

NEDEN KUANTUM BİLGİSAYARA İHTİYACIMIZ VAR

Standart bilgisayarlar, bir insan tarafından doğru bilgisayar programı ile beslenirlerse, söylenenleri yeterince iyi yapabilirler. Ama iş bir şeyleri tahmin etmeye gelince, o kadar akıllı değiller. Bu nedenle hava tahmini her zaman doğru değildir. Çok fazla değişken var, herhangi bir geleneksel bilgisayarın ayak uyduramayacağı kadar hızlı değişen çok fazla şey var.

Sınırlamaları nedeniyle, sıradan bir bilgisayarın asla çözemeyeceği veya kelimenin tam anlamıyla bir milyar yıl sürebileceği bazı hesaplamalar vardır. Hızlı bir tahmine veya analiz parçasına ihtiyacınız varsa pek iyi değil. 

Ancak bir kuantum bilgisayar o kadar hızlı ki, neredeyse sonsuz kadar, Rigetti Computing'in araştırmasına göre, değişen bilgilere hızla yanıt verebilir ve aynı anda sınırsız sayıda sonucu ve permütasyonu inceleyebilir . 

Kuantum bilgisayarlar da nispeten küçüktür çünkü geleneksel makineler gibi transistörlere güvenmezler. Ayrıca nispeten daha az güç tüketirler , bu da teoride çevre için daha iyi olabilecekleri anlamına geliyor .