Dün kuantum fizikçisi Mete Atatüre’ye verilen bilim ödülünü yazmıştım. Denk geldi, hazır Atatüre yazmışken ilk kez bir kuantum bilgisayarının (makinesinin, demeliydim!) Google bilimcileri tarafından geliştirildiğine ilişkin dünyada büyük ilgi uyandıran haberle sürdürmek, bu köşenin asli unsurlarından (Bilim ve Siyaset) sayılır. Size bilim dergilerinden bu konudaki yazılardan kendi dilimde bir derleme yapacağım.
Aslında böyle bir bilgisayarın yapılabilir olduğu fikri üzerinde 1980’den beri tartışma var. Google bilimcileri 5 yıl önce Kuantum bilgisayarını gerçekleştirmeye hazır olduklarını duyurmuş ama pek çok bilim insanı inanmamış veya bunu imkânsız görmüştü. Ama şimdi bilim dünyası 10 gün kadar önce ilan edilen “yaptık nihayet” haberiyle çalkalanıyor.
Evet yaptılar! Dünyanın en büyük süper bilgisayarlarının milyonlarca milyarlarca yıl durmadan çalışsalar yapamayacakları hesaplamaları gerçekleştiren çalışan bir kuantum makinesini gün ışığına çıkardılar.
Biz fanilerin akıllarının ermeyeceği sayılarla ifade edersek en hızlı süper bilgisayarın ancak 10 üzeri 24 (bu da ne demek böyle derseniz, 10 septilyon yılda) bile yapamayacağı bir hesaplamayı gerçekleştiriyor.
Bu da ne derseniz, bir benzetme daha: Süper bilgisayarların henüz evrenimizden çok daha önceki zamanda bile çözemeyeceği uzun bir süreden bahsediyoruz. Oysa kuantum bilgisayarı birkaç dakika veya günde problemi çözüp önünüze koyacak.
Yani bilgi üretimi alanında teknolojik bir çağ atlamanın eşiğindeyiz.
***
Kuantum bilgisayarları inşa etme yarışı var dünyada. Çin bu konuya 14 milyar dolar ayırdı ve foton ile çalışan kuantum bilgisayarı üzerinde hızla çalışıyorlar.
ABD’deki IBM, Microsoft ve Intel gibi şirketler de kendi kuantum bilgisayarları üzerinde çalışıyorlar.
Neye yarayacaklar sorusuna verilecek ilk önemli yanıt, müthiş hesaplama gücüdür. Yapay zekâ çalışmalarında ufuk açıcı gelişmelere yol açacaktır. Tıpta örneğin tedavilerde kullanılacak moleküllerin, proteinlerin keşfini, hastalıklarla eşleştirilmesini inanılmaz hızla gerçekleştirecektir.
Kuantum bilgisayarı kimya, fizik, malzeme bilimi ve hatta makine öğrenimi alanlarında şu anda çözülemeyen birçok zorluğun üstesinden gelebilecek. Bu gibi “alanlarda derin bir etki yaratabilir ve pil teknolojisinden süper iletkenlere, katalizörlere ve hatta ilaçlara kadar her şeyde çığır açıcı gelişmelere yol açabilir”.
Bilimciler diyor ki bu bilgisayarlar fiziksel sistemleri simüle edebilecek, çünkü dünyanın bizzat kendisi kuantum mekaniğinin ilkelerince yönetiliyor. Dolayısıyla dünyanın, evrenin varoluş koşullarını daha iyi anlayabileceğiz.
Büyük veritabanlarını aramak için kuantum bilgisayarları kullanmak veya yararlı desenler keşfetmek için büyük miktarda veriyi analiz etmeyi içeren makine öğrenimi de yine kuantum bilgisayarlarla mükemmele erişilebilir.
Bizim bildiğimiz bilgisayar çipleri burada işe yaramıyor. Google bu amaçla Willow adını verdiği yepyeni bir çip yarattı.
Kuantum bilgisayarları, bugün kullanılan şifrelerin hepsini kırabilecek nitelikte. Bu amaçla aslında Amerikan standartlar Enstitüsü, kuantum sonrası kullanılabilecek bir şifreleme sisteminin standartlarını belirledi.
Bizim kullandığımız bilgisayarların tümü, 0-1 sistemle çalışır ve sayıları silikon çiplerde depolar ve bu sayıları işler, toplar, çarpar vb. Bu hesaplamaları, “bit” bilgi işleyerek gerçekleştirir. Her bit, 1 veya 0 tutar.
Ancak bir kuantum bilgisayarı Kübit (Kuantum bit’i) kullanır. Kübit, bazı nesnelerin atom altı seviyede veya Google’ın kuantum bilgisayarının içinde sıfırın altında yaklaşık 237 dereceye kadar soğuttuğu mesela metaldeki tuhaf davranışlarına dayanır.
“Kübitler” normal bitlerden çok farklı davranır. Tek bir nesne, aşırı küçük veya aşırı soğuk olduğunda aynı anda iki ayrı nesne gibi davranabilir. Schrödinger’in yıllar önce saptadığı belirsizlik bu davranışın çerçevesini oluşturur. Bilgi ve talimatlar bu Kübit’ler içinde depolanır.
Akademi, endüstri ve hükümetteki laboratuvarlar, ışık parçacıkları veya elektromanyetik alanlarda sıkışmış küçük yüklü parçacıklara dayalı sistemler de dahil olmak üzere bu makineleri inşa etmek için çok çeşitli teknikler kullanıyor.
Zor bir konu. Ben de anlamaya çalışıyorum. CERN’de boşuna atom altı parçacıklar üzerinde çalışılmıyor.
