Kuantum Bilgisayarları Nedir? Nasıl Çalışır?

Bilgisayarların günümüzde kullanılmadığı bir yer hemen hemen kalmadı. İnsanlığın ilerlemesine çok büyük katkı sağlayan bilgisayarların kuantum bilgisayarları adı verilen yeni nesil versiyonları çıkmaya başladı. Bu yazımızda kuantum bilgisayarları ile ilgili bilgileri sizler için derledik.

Kuantum Bilgisayarları

Günümüzde kullandığımız cep telefonları 50 yıl önce bir askeri bilgisayarın gücündeydi ve bunun bir oda büyüklüğünde olduğunu hayal ettiğimizde cebimizdeki gücü düşünmek gerçekten büyüleyici geliyor. Ancak, bilgisayar devriminin başlangıcından bu yana klasik bilgisayarlarda yaptığımız olağanüstü adımlar olmasına rağmen hala bu bilgisayarların çözümleyemediği problemler bulunmaktadır. Klasik bilgisayarların çözemediği pek çok problemin yanıtını ise kuantum bilgisayarları verebilir.

Kuantum bilgisayarlarının video olarak anlatımı aşağıdaki gibidir.

Klasik Bilgisayarların Limiti

Şimdilerde transistörler olarak bilinen bilgisayarların anahtarlama ve bellek birimleri neredeyse atom kadar küçük hale getirildi, bu yüzden yeni bir yöntem tasarlamalı ve bilgisayar oluşturmalıyız. Klasik bilgisayarlar birçok şaşırtıcı şey yapmada bize yardımcı olsa bile gerçekte önceden sisteme tanımlanmış olan talimatları takiben bizim girmiş olduğumuz verileri anlamlandırmak ve karar vermek için 0 ve 1 bit değerlerini temsil etmek üzere iki durumu (açma/kapama) kullanan bir hesap makinesidir. Kuantum bilgisayarlarının klasik bilgisayarların yerini alması amaçlanmamıştır, klasik bir bilgisayarın yeteneklerinin ötesindeki karmaşık sorunları çözmek için kullanacağımız farklı bir araç olarak tasarlanmıştır.

Temel olarak, depolama ihtiyacı duyduğumuz bilgilerin boyutlarının artması ile birlikte büyük bir veri dünyasına girdiğimizden dolayı 1 ve 0’dan daha çoğuna ve bunları işleyebilecek transistörleri ihtiyacımız vardır. Genellikle, klasik bilgisayar bir seferde tek bir işlem yapmakla sınırlıdırlar, bu yüzden problem ne kadar karmaşık olursa çözümlemesi o kadar uzun sürer. Günümüzde kullandığımız bilgisayarların kapasitesinden daha fazla güç ve zaman gerektiren probleme zorlu problem adı verilir. Bu tür problemler kuantum bilgisayarlarının çözmesi gereken problemlerdir.

Kuantum Bilgisayarları ve Gücü

Atom ve atom altı parçacıkları dünyasına girdiğinizde, işler beklenildiği gibi gitmemeye başlar. Bu parçaçıklar aynı anda birden fazla konumda bulunabilirler. Kuantum bilgisayarlarının ise bu durumun avantajından yararlanma yeteneği vardır. Kuantum bilgisayarları geleneksel bilgisayarların kullandığı bit yerine kubit olarak bilinen kuantum bitlerini kullanırlar. Aradaki farkı anlamak için şimdi bir küre hayal edin. Bir bit, kürenin iki kutbundan birinde olabilir, ama kuantum bit kürenin herhangi bir noktasında olabilir. Bu yüzden kubitlere sahip bir bilgisayar çok büyük miktarda bilgi depolayabildiği gibi klasik bilgisayarlardan daha az enerji harcadığı anlamına gelir.

Klasik fizik yasalarının geçerli olmadığı bu kuantum dünyasına girdiğimizde, bugün kullandığımız bilgisayarlardan önemli ölçüde daha hızlı işlemciler yarabileceğiz. Sesi kulağa hoş geliyor, ama kuantum bilgisayarları inanılmaz derecede karmaşık yapıya sahip olmasıda unutulmamalıdır.