Hepimiz bir noktada kuantum bilgisayar kelimelerini duymuşuzdur, ancak genel olarak çok az kişi onun gerçekte ne olduğunu biliyor. Çoğu kişi için akla gelen ilk şey, her görevi maksimum hızda gerçekleştirebilen, ancak çok güçlü bir kişisel bilgisayardır. Basit, süper güçlü bir bilgisayar değil, Bundan çok daha fazlası.
Rağmen Bunlar halkın erişemeyeceği makinelerdir., çok fazla merak uyandırıyorlar. Bu yazıda kuantum bilgisayarının ne olduğunu, genel olarak ne için kullanıldığını ve gücünün dayandığı kuantum olgularının neler olduğunu açıklıyoruz.
Kuantum bilgisayar nedir?
Kuantum bilgisayarlar, işlem gücünde büyük artışlar elde etmek için kuantum mekaniğinin bazı olaylarından yararlanan devasa makinelerdir.. Kuantum bilgisayarlar, herhangi bir geleneksel masaüstü süper bilgisayarı bitümle aynı seviyeye koyabilecek kapasitededir. Buna genellikle kuantum üstünlüğü denir.
Bu, internette gezinmek veya video oyunları oynamak için hepimizin evde bir kuantum bilgisayarına sahip olacağımız anlamına mı geliyor? Kesinlikle hayır. Klasik makineler hem sorunlarımızı çözmek hem de interaktif eğlencemizi temellendirmek için olağan çözüm olmaya devam edecek. Ayrıca en ekonomik olanı.
Kuantum bilgisayarlar bilim, tıp ve genetik gibi teknolojik ilerlemenin birçok alanına destek sağlamayı vaat ediyor. Bazı şirketler şimdiden yeni ürünlerini geliştirmek için bunları kullanmaya başlıyor.Termal yakıtın tamamen yerini alacak yeni, daha hafif ve daha dayanıklı malzemeler gibi.
Kuantum bilgisayarı nasıl çalışır?
Bu makineler Güçlerini geleneksel donanıma dayandırmıyorlarEv bilgisayarlarımızda bulabileceğimiz gibi, büyük ölçekli grafik kartları ve işlemcilerle ilgili değil, hem miktar hem de karmaşıklık olarak bundan çok daha fazlası. Bir kuantum bilgisayarının gücünün sırrı, onun kuantum bitlerini üretme ve manipüle etme yeteneğinde yatmaktadır. kübitler.
Qubit nedir?
Geleneksel bilgisayarlar bitleri, megabaytları, gigabitleri kullanır... Birleri ve sıfırları temsil eden elektriksel veya optik darbelerin akışı. Bir e-postadan, bir web sitesinden veya çevrimiçi olarak izlediğimiz bir filmden gelen sanal dünyanın tamamı aslında uzun bir sıfırlar ve birler zinciridir.
Kuantum bilgisayarlar kubitleri, yani elektron veya foton gibi atom altı parçacıkları kullanır. Bazı şirketlerin yaklaşımı Google, derin uzaydan daha düşük sıcaklıklara soğutulan süper iletken devrelere güveniyor. Diğerleri ise tek tek atomları bir vakum odasındaki silikon çip üzerindeki elektromanyetik alanlarda hapseder. Her iki durumda da amaç kübitleri kontrollü bir kuantum durumuna izole etmektir.
Qubitlerin bazı kendine özgü özellikleri vardır; bu, bir grup bitin aynı sayıdaki ikili bitlerden çok daha fazla işlem gücü sağlayabildiği anlamına gelir. Bunlardan en önemlileri süperpozisyon ve kuantum dolanıklıktır.
Kuantum süperpozisyon nedir?
Kuantum süperpozisyonu, fotonlarda olduğu gibi, temel bir parçacığın aynı anda iki veya daha fazla duruma sahip olmasıyla doğada meydana gelir. Sıradan fiziksel dünyada hayal bile edilemeyecek bir şey, aynı anda iki farklı yerde kalabilirler.
Bu özellik elektron veya nötron gibi diğer parçacıklarda, atomlarda ve hatta küçük moleküllerde de görülmektedir. Bu yolculuk, bilim adamlarını, bir parçacığın kuantum olmayı bırakıp bilinen fiziksel yasalara boyun eğmesi durumunda, kuantum dünyası ile gerçek dünya dediğimiz şey arasındaki sınırın nerede olduğunu merak etmeye yöneltti.
Bu fenomen sayesinde, süperpozisyondaki birkaç kübite sahip bir kuantum bilgisayar, aynı anda çok sayıda olası sonuca ulaşabiliyor.
Kuantum dolaşıklığı
Her ikisinin de aynı kuantum durumunda var olduğu "dolanık" kübit çiftleri oluşturulabilir. Kübitlerden birinin durumunu değiştirme diğerinin durumunu öngörülebilir bir şekilde anında değiştirir; bu, aranızda uzun bir mesafe olsa bile gerçekleşir.
Kuantum dolaşıklığın gerçekte nasıl çalıştığı veya neden yaptığı kesin olarak bilinmiyor. Bu, bunu "uzaktan yapılan ürkütücü bir eylem" olarak tanımlayacak olan Albert Einstein'ın kendisini bile rahatsız edebilecek bir şeydi.. Dolaşıklık, kuantum bilgisayarların büyük güç kazanmaları için hayati önem taşıyor. Geleneksel bir bilgisayarda bit sayısını iki katına çıkarmak, işlem kapasitesini iki katına çıkarır. Kuantum bilgisayar söz konusu olduğunda, ek kübitlerin eklenmesi, kapasitesinde üstel bir artışa neden olur.
Bu makineler, işlemleri gerçekleştirmek için bir tür kuantum papatya zincirine dolanmış kübitlerden yararlanıyor. Makinelerin özel olarak tasarlanmış kuantum algoritmaları ile hesaplamaları hızlandırabilmeleri bu kadar çok beklenti yaratmalarının nedenidir.
Fakat Kuantum bilgisayarlar söz konusu olduğunda her şey istisnai değildir çünkü hatalara karşı çok hassastırlarhesaplama tutarsızlığı nedeniyle.
Tutarsızlık
Bu, kuantum durumlarının çok kırılgan olması nedeniyle kübitlerin çevreleriyle etkileşimi nedeniyle kuantum davranışının bozulmasına ve sonunda yok olmasına neden olan bir olgudur. Hafif bir titreşim veya sıcaklıktaki değişiklik, görev tamamlanmadan kaplamanın dışına çıkmalarına neden olabilir.. Kübitlerin genellikle buzdolaplarında ve vakum odalarında çok düşük sıcaklıklarda saklanmasının nedeni budur.
Google'ın kuantum bilgisayarı
Google, Kuzey Amerikalı dev kuantum teknolojisinde geride kalmak istemedi geleneksel bir süper bilgisayarda on bin yıl sürecek bir hesaplamayı 200 saniyede gerçekleştirebilen bir kuantum bilgisayar geliştirdi. Bu yüzden kuantum bilgisayarların yakın gelecek olduğunu ilan ediyor. Rekabeti olmasına rağmen IBM aynı fikirde değil.
Tarafsız araştırmacılar, Google'ın kuantum bilgisayarının, ancak bilgisayarın tüm bileşenlerinin mükemmel bir uyum içinde çalışması durumunda başarılı olabilecek bir rastgele sayı hesaplaması yapması gerektiğini gösteriyor.
Google bu yarışta geri kalma niyetinde değil ve bu nedenle bu teknolojiye çok daha fazla sermaye yatırımı yapma sözü veriyor. Google olarak durumun böyle olacağını tahmin edebiliriz, ancak IMB şu anda kaynaklarının çoğu bu teknolojiyi geliştirmeye adadığı için boş yere oturmayı planlamıyor. Google'ın kuantum üstünlüğünü tek başına geliştirip geliştiremeyeceğini veya rekabete katılmasının gerekip gerekmediğini zaman gösterecek.
Öyle bir teknoloji ki hastalıkları iyileştirebilecek ilaçların geliştirilmesinde hepimize fayda sağlayabilir şu ana kadar tedavi edilemez.