Son yıllarda bilgisayarlar çok hızlı bir şekilde gelişti. Aslında, bir neslin anısına, büyük odalardan minyatür tabletlere kadar hantal tüplerden geçtiler. Bellek ve hız hızla arttı. Ancak an, süper güçlü modern bilgisayarların bile gücünün ötesindeki görevlerin ortaya çıktığı an geldi.
Kuantum bilgisayar nedir?
Sıradan bilgisayarların kontrolünün ötesinde yeni görevlerin ortaya çıkması, yeni fırsatlar aramaya zorlandı. Ve geleneksel bilgisayarlara alternatif olarak kuantum ortaya çıktı. Kuantum bilgisayar, kuantum mekaniğinin unsurlarına dayanan eylemin temeli olan bir bilgisayar tekniğidir. Kuantum mekaniğinin temel hükümleri, geçen yüzyılın başında formüle edilmiştir. Görünüşü, klasik fizikte bir çözüm bulamayan birçok fizik problemini çözmeyi başardı.
Quanta teorisi zaten ikinci yüzyılı saymasına rağmen, hala sadece dar bir uzmanlar dairesi için anlaşılabilir bir durumdur. Ama zaten alışık olduğumuz kuantum mekaniğinin gerçek sonuçları var: lazer teknolojisi, tomografi. Ve son yüzyılın sonunda kuantum hesaplaması teorisi Sovyet fizikçisi Yu. Manin tarafından geliştirildi. Beş yıl sonra, David Deutsch kuantum makinesi fikrini açıkladı.
Kuantum bilgisayar var mı?
Ancak fikirlerin uygulaması çok kolay değildi. Periyodik olarak, başka bir kuantum bilgisayarın yaratıldığı raporları vardır. Bu tür bilgisayar teknolojisinin gelişimi, bilgi teknolojisi alanında devlerle çalışmaktadır:
- D-Wave, işletim kuantum bilgisayarlarının üretimini ilk başlatan Kanada firmasıdır. Yine de, uzmanlar bu bilgisayarların gerçekten kuantum bilgisayarlar olup olmadıklarını ve ne gibi avantajlar sağladıklarını tartışıyorlar.
- IBM - bir kuantum bilgisayarı oluşturdu ve kuantum algoritmalarıyla yapılan denemeler için İnternet kullanıcılarına açtı. 2025 yılına gelindiğinde, şirket zaten pratik problemleri çözebilecek bir model oluşturmayı planlıyor.
- Google - bu yıl bilgisayarların kuantum bilgisayarların geleneksel bilgisayarlardaki üstünlüğünü kanıtlama kapasitesini açıkladı.
- Mayıs 2017'de, Şanghay'daki Çinli bilim adamları, dünyanın en güçlü kuantum bilgisayarının 24 kez sinyal işleme sıklığında analogları aştığını söyledi.
- Temmuz 2017'de, Moskova Kuantum Teknolojileri Konferansı'nda, 51-qubit kuantum bilgisayarının oluşturulduğu açıklandı.
Kuantum bilgisayar ve sıradan bir bilgisayar arasındaki fark nedir?
Hesaplama sürecine yaklaşımda kuantum bilgisayarın temel farkı.
- Geleneksel bir işlemcideki tüm hesaplamalar, iki durum 1 veya 0'da bulunan bitlere dayanır. Yani, tüm çalışma, belirtilen koşullara uyum için çok miktarda verinin analizine indirgenir. Kuantum bilgisayar qubits (kuantum bitleri) dayanmaktadır. Onların özelliği, 1, 0 ve aynı anda 1 ve 0'da olma yeteneğidir.
- Bir kuantum bilgisayarının yetenekleri önemli ölçüde artmıştır, çünkü set arasında doğru cevabı aramaya gerek yoktur. Bu durumda, cevap zaten mevcut olan varyasyonlardan belli bir yazışma olasılığı ile seçilir.
Kuantum bilgisayarı nedir?
Yeterli olasılıklı bir çözümün seçimi üzerine inşa edilen bir kuantum bilgisayar prensibi ve böyle bir çözümü modern bilgisayarlardan çok daha hızlı bulma yeteneği, kullanım amacını belirler. Her şeyden önce, bu tür bilgisayar teknolojisinin ortaya çıkışı kriptografları endişelendiriyor. Bunun nedeni bir kuantum bilgisayarının şifreleri kolayca hesaplayabilmesidir. Bu yüzden, Rus-Amerikan bilim adamlarının yarattığı en güçlü kuantum bilgisayar, mevcut şifreleme sistemlerine anahtarlar kazandırabiliyor.
Kuantum bilgisayarlar için daha yararlı uygulamalı görevler de vardır, bunlar temel parçacıkların davranışları, genetik, sağlık hizmetleri, finansal piyasalar, virüslerin ağlardan korunması, yapay zeka ve sıradan bilgisayarların çözemediği diğer pek çok şey ile bağlantılıdır.
Kuantum bilgisayar nasıl düzenlenir?
Kuantum bilgisayarın yapımı, qubitlerin kullanımına dayanmaktadır. Şu anda kullanılan qubitlerin fiziksel performansı:
- çok yönlü bir akım ile jumper ile süperiletken halkaları;
- lazer ışınlarının etkisi altında bireysel atomlar;
- iyonlar;
- fotonlar;
- yarı iletkenlerin nanokristallerinin kullanım çeşitleri geliştirilmektedir.
Kuantum bilgisayar - operasyon prensibi
Çalışmada klasik bir bilgisayarla bir kesinlik varsa, bir kuantum bilgisayarının nasıl çalıştığı sorusu cevap vermek zordur. Bir kuantum bilgisayarının işleminin tarifi, anlaşılmaz iki ifadeye dayanmaktadır:
- süperpozisyon ilkesi, 1 ve 0 pozisyonlarında eşzamanlı olarak bulunabilen bir kuwet sorusudur. Bu, çeşitli hesaplamaların, zaman içinde büyük bir kazanç sağlayan, ayırma seçeneklerinden ziyade, eşzamanlı olarak gerçekleştirilmesine izin verir;
- Kuantum dolanması , iki parçacığın birbirine bağlanması olan A. Einstein tarafından kaydedilen bir olgudur. Basit bir ifadeyle, eğer parçacıklardan biri pozitif bir helisiteye sahipse, o zaman ikinci anlık olarak pozitif bir helisite alır. Bu ilişki mesafeden bağımsız olarak gerçekleşir.
Kuantum bilgisayarı kim icat etti?
Kuantum mekaniğinin temeli, son yüzyılın başlarında bir hipotez olarak açıklandı. Gelişimi Max Planck, A. Einstein, Paul Dirac gibi parlak fizikçiler ile bağlantılıdır. 1980'de Antonov kuantum hesaplaması olasılığı fikrini önerdi. Ve bir yıl sonra Richard Feyneman teoride ilk kuantum bilgisayarı modelledi.
Şimdi kuantum bilgisayarlarının geliştirme aşamasında yaratılması ve hatta bir kuantum bilgisayarın ne yapabileceğini hayal etmek bile zor. Fakat bu yönüyle ustalaşmanın insanlara bilimin her alanında yeni keşifler getireceği, mikro ve makro dünyaya bakmamıza, aklın doğası, genetiği hakkında daha fazla şey öğrenmemize izin vereceği kesinlikle açıktır.