Anasayfa / Teknoloji / Hazır olun! Kuantum bilgisayarları geliyor

Hazır olun! Kuantum bilgisayarları geliyor




İşlemleri ışık hızında gerçekleştiren kuantum bilgisayarların adını artık daha sık duyacağız. Bu teknolojik oyuncaklar, bilgisayar paradigmasında büyük bir değişim yaratacak…

KUANTUM kelimesini, fizikçiler dışında pek duymuşluğumuz yoktu. Bu kelime, James Bond serisinden “Quantum of Solace” filmi vizyondayken karşımıza çıktı. Filmi, adı Türkçe’ye çevrilmeden izledik. “Bir avuç teselli” olarak çevirselerdi, belki Türk filmi adı gibi olacaktı. Aslında Qu-antum, Bond’un başa çıkmak zorunda olduğu tehlikeli suç teşkilatının adıydı. Bond, bir yandan teşkilatı çökertmeye çalışırken bir yandan da ölen sevgilisinin intikamını almış oluyordu, intikamda teselli var mıdır? Film, bu fikir üzerine döner. Gerçek şu ki, kuantum, “miktar” anlamına gelen Latince bir kelime. Yine de göz korkutuyor.

Artık bu kelimeye de alışmamız gerek. Çünkü kuantum, bilgisayar teknolojisine de girdi. Kuantum bilgisayarları, şimdi kullandığımız bilgisayarlardan çok çok daha hızlı olacak ve bilgisayar dünyasında hiçbir şey gizli kalmayacak. Kredi kartı numaralarımızdan kişisel bilgilerimize kadar hiç bir mahremiyetimizi, bilgisayar ortamında saklı tutamayacağız.

Kuantum bilgisayar

100 MİLYON KAT DAHA HIZLI

Halen kullanmakta olduğumuz bilgisayarların nasıl çalıştığını hepimiz, üç aşağı beş yukarı biliyoruz. Bilgisayar, 0 ve l’le-rin, bir başka deyişle bit’lerin (binary digit – ikili rakam) ustası. Başka bir deyişle “elektrik yok”, “elektrik var” konumlarını kullanarak harikalar yaratıyor. Ve elbette ki elektrikle çalışıyor. Kuantum bilgisayarları ise geleneksel 0 ve l’lerle yetinmeyecek. Onlar için 0 da 1 de, kesin bir sinyal olarak algılanmayacak. 0 ve 1 arasında da değerler olacak. 1 de 0 da, hem elektrik var hem elektrik yok olarak değerlendirilecek. Kuantum dünyasında hiçbir şey kesin olmayacak. Bu nedenle bu bilgisayarların işlediği en küçük birimler “qubit” (quantum bit) olarak adlandırılıyor.

Kuantum bilgisayarları, çalışmak için sadece elektrik de kullanmayacak. Onlar, atomları, elektronları, molekülleri, foton-ları (ışık dalgalan), elektrik sinyallerini birlikte kullanacaklar, işlemleri, ışık hızında gerçekleştirecekler. Günümüz bilgisayarlarından 100 milyon kat daha hızlı olabilecekler. Diyeceksiniz ki, elektrikle çalışan bilgisayarlar da hızlı değil mi? Elektriğin de ışığın da hızı aynı: Saniyede 300 bin km. Fakat elektriğin hızı, bilgisayar devrelerindeki milyarlarca transistor, kondansatör ve diğer entegre devrelerle engelleniyor. Rakamları abarttığımızı düşünmeyin. Intel, günümüzde 5 milyardan fazla transistörü olan mikroişlemciler yapıyor. Kuantum bilgisayarları ise engel tanımayacak.

ŞİFRELEMEDE YENİ STANDARTLAR

Doğal olarak kuantum bilgisayarlarını, kelime işlemde, internette dolaşmada, e-posta göndermede, sosyal ağlarda kullanmayacağız. Onların uzmanlık alanı, çok geniş veri tabanlarını işlemek, modelle-mek, endekslemek ve en korkulan yönüyle de kriptografi çözümü olacak. Yani şifre çözme.

Kriptografi, bilgi güvenliğini sağlamak için çalışan matematiksel yöntemler bütünü olarak tarif edilebilir. Yazının tarihi kadar eskidir. M.Ö. 1900’lerde Mısırlı bir katip, yazdığı yazılarda standart dışı hiyeroglif işaretleri kullanarak ilk şifrelemeyi yapmış kişiydi. İnsanlar, gizli kalmasını istedikleri bilgileri şifrelediler. Bu şifrelerin çözülmesi için binlerce yöntem denendi. Özellikle de ikinci Dünya Savaşı yıllarında. 2001’de Belçikalı iki bilgisayar uzmanı, Gelişmiş Şifreleme Standardı (AES – Advanced Encryption Standard) ile NIST’nin yarışmasını kazandı. NIST, 1901’de kurulan ve merkezi ABD’nin Maryland eyaletinde olan Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (National Institute of Standards and Technology).



GELECEĞİ ÇOK PARLAK

Şimdi kuantum bilgisayarları, insanlığın dört bin yıllık uğraşını, boşa çıkaracak gibi görünüyor. Neyse ki yapılması çok zor ve pahalı olduğundan evlerimize giremeyecek. Bilgisayar korsanları da kullanamayacak. Her ne kadar Google, bulut işlem (cloud computing) siber aleminde bir kuantum bilgisayarını deneme amaçlı kullandırıyor olsa da ne işe yaradığı tam olarak bilinmiyor. Google’ın D-Wave adını verdiği bilgisayarı, 2E1000 olasılığı arayıp değerlendirme imkanı tanıyor. Bu, 2’nin yanma bin sıfır koymanız demek, içinde bulunduğumuz sonsuz boşlukta bile bu kadar sayıda gök cismi olmadığı düşünülüyor. Şirket, gerçek anlamda bir kuantum fenomenini çalışır halde tutmadığı konusunda şiddetle eleştiriliyor. Fakat Google, Lockheed Martin, Los Alamos Ulusal Laboratuvarları, IBM, CalTech ve Oxford Üniversitesi, bu alanda milyonlarca dolarlık yatırım yapmaya istekli ise, kuantum bilgisayarlarının da geleceğinin parlak olmaması için hiçbir sebep bulunmuyor.

Schrödinger’in Kedisi

Kuantum bilgisayarlarını anlamak İçin önce, AvusturyalI fizikçi Erwin Schrödinger’in 1935’te düşündüğü deneyi anlamak gerekir. Bu, hayali bir deneydir. Bir kutu içine radyoaktif madde, çekiç ve çekice bağlı bir düzenek, zehir şişesi ile bir kedi konur. Düzenek, radyoaktif maddenin bozunduğunu algılarsa bir kol aşağı düşer. Kola bağlı çekiç, zehir şişesini kırar. Zehir de kediyi öldürür. Ya da radyoaktif madde bozunmaz. Kedi sağ kalır. Olası iki senaryo budur. Halbuki kuantum fiziğinde kutunun kapağını açtığınızda kedi hem ölüdür hem canlıdır. Kuantum bilgisayarlarının mantığı budur.

Birkaç ilginç not

■    Alman asıllı teorik fizikçi Albert Einstein, Rus asıllı Amerikalı fizikçi Boris Podolsky ve Amerikalı fizikçi Nathan Rosen, kuantumla ilgili teorilerini 1935’te açıkladılar.

■    1970’te İsrailli araştırmacı-fizikçi Stephen Wiesner, “kuantum parası” bile teklif etti. Para, doğanın kanunlarıyla korunacaktı. İnsanların koyduğu yasalar, fiziksel parayı koruyamıyordu. Fikir güzeldi ama uygulaması mümkün değildi.

■    1981’de Amerikalı ünlü teorik fizikçi Richard Feynman, ilk kez kuantum mekaniğinden bahsetmiş, böyle bir bilgisayarın yapılabileceğini söylemişti. IBM’den Charles Bennett, bu fikir üzerine kuantum bilgisayarının yapımıyla ilgili prensipleri sıraladı.

■    1994’te Amerikalı bilgisayar bilimci Peter Shor, bu bilgisayarlarda kullanılmak üzere bir algoritma (problem çözmek için izlenmesi gereken yol) geliştirdi.

■    Bir kuantum bilgisayarı, yaklaşık 15 milyon dolara mal olur.

■    Kuantum bilgisayarına satranç oynatmayı deneyin. Bir saniyede 1 trilyon, üç saniyede ise 9 trilyon hamleyi analiz edebilir. Rusların satranç ustası Garry Kasparov 1996’da, IBM’in özel olarak hazırladığı Deep Blue bilgisayarına karşı oynadığı maçı kaybetmişti. Deep Blue, saniyede 200 milyon hamleyi değerlendiriyordu.

■ Kuantum bilgisayarlarının özel bir soğutma donanımları bulunacak. Bilgisayar, sürekli olarak -238 santigrat derecede tutulmalı. Bunun sebebi, atomların bu soğuklukta dengeli olmaları.

■ Enerji de bu teknolojide kritik bir faktör. Günümüzün en hızlı süperbilgisayarı Tianhe 2, tam kapasite çalıştığında 17.6 megavvatt’lık elektrik tüketiyor. Kuantum bilgisayarları, bunun yüzde l’i kadar elektrik harcayacak (Tianhe 2, Çinlilerin süperbilgisayarıdır. Bin 300 bilim adamı ve mühendis tarafından yapılmış, 390 milyon dolara mal olmuştur).

■ Kuantum bilgisayarından söz eden ilk ve tek siyasetçi, Kanada Başbakanı Justin Trudeau’dur. Geçtiğimiz aylarda, Ontario eyaletinin VVaterloo kentinde, bir bilimsel araştırma merkezinde konuşan başbakana, bir gazeteci şaka olsun diye kuantum bilgisayarını sordu. Trudeau’nun bilimsel açıklaması herkesi şaşırttı.

■ Çarpma bölme yapmak, her bilgisayar için çocuk oyuncağıdır. Fakat geleneksel bilgisayarlar, 500 haneli sayıların dört işlemini yapamazlar. Oysa kuantum bilgisayarları böyle hesaplamaları bilejet hızıyla yapar.





Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir