Kuantum Bilgisayar Nedir, Ne İşe Yarar? Kuantum Bilgisayarların Çalışma Mantıkları Ve Özellikleri

Kuantum fiziğinde yaşanan gelişmeler yaşanması ve teknolojik gelişmelerin artması sonucunda günlük hayatta kuantum bilgisayarların kullanılması fikri de yaygınlaşmaya başladı. Bu bilgisayarlar enerji ile maddeyi birlikte ele alıyor. 

 Kuantum Bilgisayar Nedir? 

 Kuantum bilgisayarlar, kuantum mekaniği ile çalışan bir bilgisayar türüdür. Kuantum bilgisayarlar, herhangi bir bilgisayardan çok daha yüksek ve verimli işlem gücüne sahiptirler. 1981 yılında Paul Beniof, 1981 yılında Max Planck’ın enerjinin sürekli değil de kesikli değerlerde bulunan, m, n, k enerji kuantlarla salındığını öne süren fikrinden yola çıkarak kuantum bilgisayar konseptini bir teoriye dönüştürdü. 

 Atom ve atom altı dengesinin de altında göstermeyi kuantum teorisinin ana ilkeleri çerçevesinde amaç edinir. Bu nedenle de bu bilgisayarlar bilinen bilgisayarların tersine daha zorlu işlemleri tek başına yapabilme imkanı buluyor. Bu tarihten itibaren kuantum bilgisayarların üretimi ve insanların günlük hayatta kullanımı kuantum fiziğinde yaşanan gelişmeler ile daha da artmaya başladı. 

 Kuantum Bilgisayar Ne İşe Yarar? 

 kuantum bilgisayar düşüncesi, enerjiyi ve maddeyi atom ve atom altı seviyede açıklamaya çalışan kuantum teorisinin temel ilkeleri ile geliştirilir. Bu bilgisayarlarla işlem yaparken, süper pozisyon, kuantum bitleri (kübit) ve kargaşa kuramı gibi kuantum fenomenlerini kullanırlar. Bu sayede kuantum bilgisayarlar, sıradan bilgisayarların tek başına gerçekleştiremeyeceği pek çok zorlu işlemi kolaylıkla gerçekleştirebilirler. Klasik bilgisayarların aksine kuantum bilgisayarlar, bit birimlerini kullanmazlar. Bunun yerine “kübit” ismi verilen birimlerle bilgi depolarlar. Her kübit, 1 ya da 0 ile ayarlanabileceği gibi, aynı anda 1 ve 0 olarak da ayarlanabilir. 

 Kuantum Bilgisayarların Çalışma Mantıkları ve Özellikleri 

 Normal bilgisayarlar işlemlerini 0 ve 1 değerlerini baz alabilen bitler ile yapıyor ama kuantum bilgisayarlar, kübit şeklinde adlandırılan kuantum bitleri aracılığı ile gerçekleştiriyor. Kuantum bilgisayarlarda atomdan daha küçük seviyelerde bulunan yapılar kullanılırken normal bilgisayarlarda ise, bir devrede yer alan elemanların açıklık ve kapalılık durumuna göre değişiklik gösteriyor. 

 Atomda yer alan elektronlar, manyetik alan ortaya çıkardığı zaman bir mıknatıs gibi hareket ediyor. Bu hareket ise, “spin” olarak adlandırılıyor. Bir elektron manyetik alanlar içinde yer aldığı zaman bu etkiye maruz kalıyor ve bu etki sonucunda da manyetik alan yönünde yer değiştiriyor. Bu elektromanyetik alanın yönünü “spin up” ya da “spin down” durumu belirleyebiliyor. Bu durum normal bilgisayarlarda yer alan “0” ve “1” gibi durumlardır. Tüm kuantum sistemleri için kubitlerin çevreden gelen elektromanyatik ve termal etkilere minimum tepki göstermesi ama aynı zamanda kubitlerimizin fotonlarla çok güçlü etkileşimlere girmesi gerekir. 

 Kuantum Bilgisayarların Özellikleri 

 Kuantum bilgisayarları hayata geçirebilmek için 5 ana kriterin ortaya çıkması gerekir: 

Fiziksel özellikleri belirli kubitleri ile birlikte ölçeklendirilebilir bir sisteme sahiptir. Bu sistem yatay ve dikey polarizasyonlu foton kubitler, iki enerjiye sahip olan seviyeli bir atom, iki spin durumlu bir parçacığa sahip olan bir sisteme sahip olabilir. 

Sistemde yer alan kubitlerin gibi belirli ve istenilen bir başlangıç haline getirilebilmesidir. Düşük enerji ve entropiyi temsil ettiği için de tercih sebebidir. 

Kubitlerin fiziksel durumlarını ve fiziksel özelliklerini kapı operasyonları için gerekli olan sürelerden çok daha uzun bir sürede tutarlı bir şekilde koruyabilir. 

Algoritmaları kubitler üzerinde uygulayabilmeyi sağlayacak olan kuantum kapı operasyonlarıdır. 

İşlemler sonunda istenilen kubitlerin okunabilmesi sağlanır.