Bilim ve teknoloji, oldukça hızlı bir şekilde değişip dönüşüme uğruyor. Bu dönüşüm, gündelik hayatı kolaylaştıracak ve bilim dünyasının gelişimini sağlayacak yeni teknolojilerin geliştirilmesini olanaklı hâle getiriyor. Bunlardan bir tanesi de hiç şüphesiz "kuantum bilgisayar" olarak adlandırılan yeni bir bilgisayar türü. Belki de yeni bir çağı başlatacak olan kuantum bilgisayarların neden bu kadar önemli olduğu, hangi alanlarda kullanılacağı da merak konusu! Peki ama süper bilgisayarların en yetenekli olanlarını bile geride bırakmayı vadeden kuantum bilgisayarlar tam olarak nedir? Kuantum bilgisayarların çalışma sistemi nasıldır?

Kuantum Bilgisayar Nedir? Çalışma Sistemi Nasıldır?

Kuantum bilgisayarların çalışma sistemleri son derece karmaşık görünse de kuantum fiziğinin mantığını anlayan bir kişi, kuantum bilgisayarların da nasıl çalıştığına dair fikir yürütebilir. Kuantum bilgisayar, kuantum mekaniğini temel alan, “kübit(kuantum bit)” şeklinde ifade edilen birimlerle bilgi depolayan çok özel bilgisayarlar olarak tanımlanabilir.

Kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarlara göre çok daha hızlı bir şekilde veri işleyebiliyor, bu nedenle birçok işlemin kısa sürede tamamlanmasını sağlıyor. Süper bilgisayarların en yetenekli olanlarını bile geride bırakmayı vadeden kuantum bilgisayarlar, birçok sektörde yenilikçi adımların atılmasını sağlayacak gibi duruyor. 

Kuantum Bilgisayarlar ve Süperpozisyon

Klasik bilgisayarlar, 1 ya da 0’ı temsil eden bitler üzerinden veri depolar. Kuantum bilgisayarlarda ise bu durum farklıdır. Veri depolama noktasında elektron ya da foton gibi atom altı parçacıklar olan kübitleri kullanırlar.

Kübitlerin aynı anda birden fazla durumda olabilmesini mümkün kılan süperpozisyon sayesinde kübitler, bitler gibi 1 ya da 0 değerlerini alabilir. Aynı anda hem 1 hem 0 değerlerini almaları da mümkündür. Bu özellik, verilerin klasik bilgisayarlara göre çok daha hızlı işlenebilmesini sağlar. Fakat kübitlerin süperpozisyona girmesi için manipüle edilmesi gerekir. Manipülasyon, genellikle mikrodalga ışınları ya da hassas lazerler kullanılarak gerçekleştirilir.

Kuantum Bilgisayarlar ve Dolanıklık

Kuantum fiziğinin temel prensiplerinden bir diğeri dolanıklıktır. Kübit çiftlerini çok özel işlemlerden geçirerek “dolanık kübitler” hâline getirmek mümkündür. Dolanıklık, birbirinden çok uzakta bulunan iki dolanık parçacıktan birine yapılan işlemden diğerinin anında etkilendiğini gözler önüne sermiştir. Bu nedenle mesafe ne olursa olsun dolanık kübitlerden birine işlem yapmak, diğerinin de bu işlemden etkilenmesine neden olur. Dolanıklık, kuantum bilgisayarların son derece güçlü bilgisayarlar hâline gelmesini sağlar.

Kuantum Üstünlüğü

Kuantum bilgisayarların var olma nedeni olan kuantum fiziği, kuantum bilgisayarların mantığının çok daha iyi anlaşılmasını sağlar. Kuantum üstünlüğü, kuantum bilgisayarların en güçlü süper bilgisayarların dahi çözemediği matematiksel hesaplamaları yapabilme, potansiyel problemleri çözebilme yeteneği anlamına gelir. Kuantum bilgisayarların ulaşabilecekleri bu nokta için ne kadar kübit gerekeceği hakkında henüz net bir bilgi bulunmuyor. 

Kuantum Bilgisayarın Avantajları Nelerdir?

Son derece özel bir teknolojiye sahip olan kuantum bilgisayarların dikkat çeken pek çok avantajı vardır. Bu avantajlar genel hatlarıyla şu şekilde sıralanabilir:

·      Klasik bilgisayarların ulaşamayacağı hesaplama gücüne sahiptir.

·      Süperpozisyon ve dolanıklık prensiplerine bağlı olan kuantum bilgisayarlar, karmaşık problemleri son derece hızlı bir şekilde çözüme kavuşturur.

·      Kapsamlı simülasyonların yapılmasını sağlar.

Kuantum Bilgisayar Hangi Alanlarda Kullanılır?

Kuantum bilgisayarların kullanım alanları son derece geniştir. Kuantum hesaplamanın pratik uygulamaları arasında genel olarak şu alanlar yer alır:

·      Yapay zekâ ve makine öğrenimi,

·      Siber güvenlik,

·      Finansal modelleme,

·      İlaç ve kimya sektöründe yapılan araştırmalar.

Milyarlarca ihtimali aynı anda hesaplama özelliğiyle ön plana çıkan kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarlara göre işlemleri çok daha kısa sürede tamamlar. Bu ve bunun gibi pek çok özelliği sayesinde kuantum bilgisayarların kullanım alanları hızlı bir şekilde artacaktır. Kuantum bilgisayarların güçlü simülasyon yetenekleri sayesinde hiç bilinmeyen dünyalar hakkında verilerin çok daha efektif bir şekilde işlemesine imkân tanıyacağı da düşünülüyor. Şu an için son derece kısıtlı sayıda olsa da kuantum bilgisayarların sayısının önümüzdeki yıllarda artacağı tahmin ediliyor.