Faydalı Bağlantılar
Tarot Falı | Tarot Falı Bak | Fal Bak

Tarot Falı


Kuantum Bilgisayarları

Kullanışlılık

Kuantum bilgisayarlarındaki ortak büyük sorun, bilgiye erişmektir. Bilgisayar kuantum seviyesinde mükemmel, tatmin edici bir şekilde işleyebilir, ama neler olduğunu anlamak için ona dışandan engel olmalıyız ya da, kuantum sisteminin dış çevreyle etkileşmesine olanak sağlamalıyız. Dış dünyadan herhangi bir etkileşim kuantum işlemlerini rahatsız eder. Kuantum girişimi etkileri, eşevresizlik [decoherence] olarak bilinen olguyla, dış çevrede bulunan büyük parçacık grupları arasında yayılır. Fizikçiler genellikle dışandaki girişimin kuantum sistemlerini eşevresiz yaptığını söyler; ama, Deutsch’un gösterdiği şekilde, bu yanlış bir bakış açısıdır ve kuantum bilgisi genişçe yayılıp diğer tüm olan şeylerin parazitinde kaybolurken, eşevresizliğe yol açan şey dış dünyadaki kuantum sürecinin etkisidir. Her iki şekilde de bu, bir hesaplama devam ederken, kuantum sistemlerinin herhangi bir dış etkiden dikkatlice korunması ve daha sonra hesabın sonucunun okunması için doğru bir şekilde dür tülmesi gerektiği anlamına gelir. O zaman bile bilgiyi okumanın etkisi onu bozacağı için, bilgisayar size cevabı yalnız bir sefer verebilir. Geleneksel bir bilgisayardan farklı olarak, cevabı hafızasında tekrar ve tekrar okunması için tutamaz.

Eğer bu tür sorunlar aşılabilirse, bir kuantum bilgisayan hepsi atom kafeslerinde hapsedilmiş tek elektronları bilgisaya nn “anahtarlan” gibi kullanıp çalışabilir. Bu tür bir “kuantum noktası”, bir lazer demetindeki saf ışığın bir vuruşunun hafif dokunuşuyla bir kuantum durumundan diğerine geçebilir veya elbette, üst üste binme durumlarında var olabilir. Bu kadar küçük ölçekte işleyen sorunlar dışında, bu tür bir bilgisayar, her kübit herhangi bir dış etkiden hasar alabilecek tek bir elektron tarafından gösterildiği için eşevresizlikten kaynaklanan hatalara fazla meyilli olurdu.

Bu sorunu alt etmenin en iyi yolu, bir tek kübitin durumu hakkındaki bilgiyi birkaç (veya birçok) farklı anahtardan geçerek yaymaktır, böylece eğer biri bozulursa elinizde hâlâ diğerleri olur. Bu konudaki erken başarı 1998’de, Los Alamos National Laboratory’den Isaac Chuang ve Massachusetts Institute of Technology’den Neil Gershenfeld’in önderliğindeki bir ekip, her molekül sıvı bir çözeltideyken tek bir kübiti üç kuantum durumuna (teknik olarak nükleer spin durumları) yaymak için bir yol bulduklarında geldi. “Bilgisayar” radyo frekanslı elektromanyetik sinyal serilerini kullanmaya programlanır ve tüm moleküllerin ortaya çıkan ortalama durumu (burada programın çıkışını temsil ediyor) nükleer manyetik rezonans (NMR) tekniğinin bir uyarlamasıyla, manyetik alan kullanılarak görüntülenir. Bu teknik tıpta vücudun içini “görmek” için kullanılır; birçok hasta “nükleer” sözcüğünden korktuğu için, manyetik rezonans görüntülemesi, kısaca MRI adıyla geçer.

Los Alamos/MIT takımının çalışmasında özellikle zekice olan şey, tek bir kuantum noktasının durumunun bozulup bozulmadığını anlamak için yapılan ölçüm içerdiği bilgiyi yok edeceği halde, NMR yaklaşımı moleküllerin ortalama durumlarını karşılaştırıp onları ölçmeden, birinin diğerinden farklı olup olmadığını anlamasıdır. Dolayısıyla hiç çıkmaması gerekirken farklılıklar çıkarsa, bir hata olduğunu bilir ve onu düzeltmek için adımlar atabilir.

Tarihte, muhtemelen kuantum hesaplamanın dönüm noktası olarak yer alacak olay 2001’de meydana geldi, ki bunun havacılıktaki karşılığı Wright kardeşlerin ilk uçuşu olurdu. IBM’in Almaden Research Center’daki bir ekibi 15 sayısını Shor’un algoritmasıyla, çalışan bir kuantum bilgisayarında fiilen çarpanlarına ayırdı. Bilgisayarın kalbi, beş florin ve iki karbon atomundan oluşan bir moleküldü ve onlara oynamaları için yedi nükleer spin yani yedi kübit veriyordu. Ama sadece bir molekül üzerinden değil; evre uyumsuzluk tarafından meydana gelecek her hatayı etkin bir şekilde dengeleyen tüm bu moleküller üzerinden alman ortalama ile, NMR tarafından görüntülenen çok az bir miktar sıvıda yaklaşık milyar kere milyar (1018) bulunan bu molekülden oluşan bir solüsyon kullandılar. Aslında her molekül, aynı sorunu çözmeye çalışan ve hatalar için cevaplarını kontrol eden yedi kübitlik bir bilgisayardır (128 bitlik geleneksel bilgisayara eşdeğer).

7 kübit, Shor’un tekniğini kullanarak 15 sayısını çarpanlarına ayırmada gereken minimum sayıdır ve bilgisayar çarpanların 3 ve 5 olduğunu doğru bir şekilde bulmuştur. Bu kuantum hesaplamanın ve Shor’un algoritmasının çalıştığını kanıtladı ve Çoklu Evren’in varlığından şüphe etmeyi oldukça zorlaştırdı. Wright kardeşlerin başarısından sonraki yüzyılda havacılığa neler olduğuna bakmak, kuantum hesaplamanın 2100 yılında nerede olacağına dair ufak bir ipucu verir.

Bu tür sıvı bir bilgisayarda başka moleküller kullanılabilir ve Gershenfeld kafeinin iyi bir aday olduğunu işaret etmekten hoşlanıyor. Otostopçunun Galaksi Rehberi’nden esinlenerek, işlemci olarak bir fincan kahve kullanan bir kuantum bilgisayarı mümkün olabilir. Ama en azından şu an, sıvı bilgisayar tekniğinin gelişmesi için önünde birkaç sınırlama var.

Maalesef, içindeki çekirdek sayısı arttıkça düşüşü hızlanan moleküllerin görüntülenmesinde kullanılan radyo frekansı sinyalinin gücü ve günümüz teknolojisiyle, bu teknikle kurulabilecek en büyük kuantum bilgisayarı sadece on kübit olurdu. Ama geliştirilmiş başka teknikler de vardır, ki bunlardan biri 2005’de, 8 kübitle ilk kübayt bilgisayar olarak sınır noktasına erişti. Kuantum hesaplamanın geleceğinin nasıl olacağını, Wright kardeşlerin hayalet uçağı tasarlayabilmiş olmalarından daha fazla tahmin edemeyiz ve hiçbir şekilde böyle bir spekülasyonun bu ta yeri yoktur. Burada asıl mesele, kuantum bilgisayarları tarafından yapılan hesaplamaların nerede gerçekleştirileceğidir.

(1) Yorum Ekli

  1. dilşah04 Temmuz 2014 Cevapla
    korktuğum başıma gelecekmi

10 + 6 = ? (İşleminin Sonucu)