- 29 Tem 2017
- 3,501
- 1,007
Kuantum Teknolojileri
1) Ultra-Hassas Saatler
Güvenilir bir şekilde zamanı ölçebilmek, sadece sabahları sizi uyandıran saatler için önemli değildir. Saatler bizlerin teknolojik dünyasını senkronize eder, borsayı ve GPS gibi sistemleri sürdürebilmemizi sağlar. SABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsünde (NIST) bulunan kuantum mantığına göre çalışan saat, ancak her 3,7 milyar yılda 1 saniye geri kalır veya ileri gider! 2014 yılında icat edilen ve yine NISTte bulunan stronsiyum saat ise aynı hassaslığa 5 milyar yılda ulaşabilmektedir! Bu, Dünyamızın şu andaki yaşından bile fazladır. Bu şekilde süper hassas atomik saatler, GPS navigasyon teknolojilerinde, telekomünikasyonda ve araştırma araçlarında kullanılmaktadır.
2) Kırılamaz Kodlar
Geleneksel kriptografi (şifrebilim) anahtarları kullanır: Bir gönderici bir anahtar kullanarak şifreyi kodlar, alıcı ise bir diğer anahtar kullanarak şifreyi çözer. Ancak bu süreçte birilerinin anahtarları yakalamasına ve şifre kodlarını ele geçirmesine engel olmak çok zordur. Bu sorun, kuantum anahtar dağıtımı (QKD) olarak bilinen yöntemle potansiyel olarak çözülebilir. QKDde bilgiler fotonlarla gönderilir ve bu fotonlar rastgele kutuplanmışlardır. Kutuplanma, fotonun sadece bir düzlemde titreşmesine neden olur. Örneğin yukarı aşağı veya sağa sola gibi. Alıcı, polarize filtreler kullanarak şifreyi kırabilir ve sonrasında da seçili bir algoritma aracılığıyla bir mesajı güvenle şifreleyebilir. Gizli veri, halen normal iletişim kanallarıyla iletilebilir; ancak elinde birebir aynı kuantum anahtarı olmayan hiç kimse bu şifreyi kıramaz. Bu oldukça narin bir süreçtir, çünkü kuantum kuralları, polarize (kutuplanmış) fotonları okumanın onların fiziksel durumlarını değiştirmek zorunda olduğunu söyler. Böylece, şifreyi çalmaya yönelik her girişim, iletişimin taraflarını işkillendirmeye yetecektir.
3) Süper-Güçlü Bilgisayarlar
Üretilen çiplerin güvenilir ve kuantum hızlandırmasına açık olup olmadığı da kesin değildir. Yine de NASA ve Google, güçlerini birleştirerek D-Wave Two işlemcilerini kullanan bir Kuantum Yapay Zeka Laboratuvarı kurmuştur. Bristol Üniversitesinden araştırmacılar ise geleneksel kuantum çiplerini 2013'te internete bağlayarak, internet kullanabilen herhangi birinin kuantum kodlama öğrenebilmesini mümkün kıldı.
4) Gelişmiş Mikroskoplar
Şubat 2014'te Japonyanın Hokkaido Üniversitesinden araştırmacılar Dünyanın ilk dolanıklıkla güçlendirilmiş mikroskoplarını ürettiler. Bunu yapmak için diferansiyel girişim kontrast mikroskopisi denen bir teknik kullandılar. Bu tür mikroskoplar, bir madde üzerine iki foton ışını gönderirler ve ışığın girişim desenini incelerler. Bu girişim deseni, maddenin düz veya düzensiz yüzeyine göre farklılıklar gösterir. Dolanık fotonları kullanmak, mikroskobun elde edebileceği bilgiyi katlayarak arttırır; çünkü dolanık fotonlardan birini ölçmek, diğeri hakkında da bilgi verir.
5) Biyolojik Pusulalar
İnsanlar kuantum mekaniğinden faydalanan tek canlı değildir. Önde gelen bir teoriye göre Avrupa Nar bülbülü gibi kuşlar, göç yollarını kuantum mekaniğinin ürkütücü özelliklerinden faydalanarak bulurlar. Bu yöntem dahilinde ışığa duyarlı kriptokrom isimli bir molekül yer almaktadır. Kriptokromlar içerisinde dolanık elektronlar bulunduğu düşünülmektedir. Fotonlar göze girdiğinde, kriptokrom moleküllerine çarparlar ve onları parçalayacak kadar enerjiyi verirler. Bunun sonucunda iki reaktif molekül (radikal) oluşur. Bunlarda birbirinden ayrılmış ama halen dolanık elektronlar bulunur. Bu sayede hayvanlar, bu moleküllere dayalı manyetik bir haritayı görebilirler.
Kuantum mekaniği çok küçük boyutlarla ilgilenen fizik dalıdır. Kuantum fiziği yaşamla ilgili çok ilginç sonuçlara şahit olmamızı sağlar.
Atomların ve elektronların ölçüsünde, işlerin günlük boyut ve hızlarda nasıl hareket ettiğini anlatan klasik mekanik denklemlerinden birçoğu yararlı olmaz. Klasik fizikte nesneler belirli bir zamanda belirli bir yerde bulunur. Ancak kuantum fiziğinde nesneler bunun yerine bulunma olasılıklarını içermektedir.
Verileri kuantum mekaniğine göre işleyen ve ileten bilgisayarlara kuantum bilgisayarı adı verilir. Kuantum hesaplamalarını bilgisayarda kullanma fikri 80li yılların sonunda Yuri Manin ve Richard Feynman tarafından birbirinden bağımsız şekilde ortaya atıldı. O zamandan beri bir kuantum bilgisayarı oluşturmak için
Kuantum bilgisayarları, klasik meslektaşlarına göre daha hızlı hız ve daha güçlü güvenlik vaat ediyorlar ve bilim insanları on yıllardır kuantum bilgisayar oluşturmak için uğraşmaktadırlar. Kuantum hesaplama, klasik hesaplamaya temel bir yoldan farklıdır bilginin saklanma şekli. Kuantum hesaplama, süperpozisyon denilen kuantum mekaniğinin garip bir özelliğinden en iyi şekilde yararlanır. Bu, bir ünitenin klasik bilgisayardaki eşdeğerinden çok daha fazla bilgi tutabileceği anlamına gelir.Klasik bilgisayarlarda , bilgi 1 veya 0 durumundaki bit de depolanır, örneğin açık veya kapalı bir ışık düğmesi gibi. Buna karşılık, kuantum hesaplamada, bilgi birimi 1 ya da 0 ya da iki durumun üst üste gelmesi olabilir. Bu şekilde klasik bilgisayarlardan çok daha üstün performans elde edilebilir.
Şu anda gelişme aşamasında olan IBMin Quantum bilgisayarı olan IBM Q birçok sektör temsilcisi tarafından kullanılmaya başlanmıştır. IBM Q, işletme ve bilim için evrensel kuantum bilgisayarlar oluşturmak için bir endüstri ilk girişimidir. IBM Q quantum aygıtlarına, modüler, açık kaynak kodlu bir programlama çerçevesi olan Qiskit kullanılarak erişilebilebilmektedir. Fortune 500 şirketleri, akademik kurumları ve girişimciler ağı IBM Q teknolojisini kullanmaya başladılar ve kuantum hesaplamayı ilerletmek için IBM Research ile işbirliği yapmaktadırlar.
https://youtu.be/GpMlgWhnW14
https://youtu.be/R2wBqdcQkCw
1) Ultra-Hassas Saatler
Güvenilir bir şekilde zamanı ölçebilmek, sadece sabahları sizi uyandıran saatler için önemli değildir. Saatler bizlerin teknolojik dünyasını senkronize eder, borsayı ve GPS gibi sistemleri sürdürebilmemizi sağlar. SABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsünde (NIST) bulunan kuantum mantığına göre çalışan saat, ancak her 3,7 milyar yılda 1 saniye geri kalır veya ileri gider! 2014 yılında icat edilen ve yine NISTte bulunan stronsiyum saat ise aynı hassaslığa 5 milyar yılda ulaşabilmektedir! Bu, Dünyamızın şu andaki yaşından bile fazladır. Bu şekilde süper hassas atomik saatler, GPS navigasyon teknolojilerinde, telekomünikasyonda ve araştırma araçlarında kullanılmaktadır.
2) Kırılamaz Kodlar
Geleneksel kriptografi (şifrebilim) anahtarları kullanır: Bir gönderici bir anahtar kullanarak şifreyi kodlar, alıcı ise bir diğer anahtar kullanarak şifreyi çözer. Ancak bu süreçte birilerinin anahtarları yakalamasına ve şifre kodlarını ele geçirmesine engel olmak çok zordur. Bu sorun, kuantum anahtar dağıtımı (QKD) olarak bilinen yöntemle potansiyel olarak çözülebilir. QKDde bilgiler fotonlarla gönderilir ve bu fotonlar rastgele kutuplanmışlardır. Kutuplanma, fotonun sadece bir düzlemde titreşmesine neden olur. Örneğin yukarı aşağı veya sağa sola gibi. Alıcı, polarize filtreler kullanarak şifreyi kırabilir ve sonrasında da seçili bir algoritma aracılığıyla bir mesajı güvenle şifreleyebilir. Gizli veri, halen normal iletişim kanallarıyla iletilebilir; ancak elinde birebir aynı kuantum anahtarı olmayan hiç kimse bu şifreyi kıramaz. Bu oldukça narin bir süreçtir, çünkü kuantum kuralları, polarize (kutuplanmış) fotonları okumanın onların fiziksel durumlarını değiştirmek zorunda olduğunu söyler. Böylece, şifreyi çalmaya yönelik her girişim, iletişimin taraflarını işkillendirmeye yetecektir.
3) Süper-Güçlü Bilgisayarlar
Üretilen çiplerin güvenilir ve kuantum hızlandırmasına açık olup olmadığı da kesin değildir. Yine de NASA ve Google, güçlerini birleştirerek D-Wave Two işlemcilerini kullanan bir Kuantum Yapay Zeka Laboratuvarı kurmuştur. Bristol Üniversitesinden araştırmacılar ise geleneksel kuantum çiplerini 2013'te internete bağlayarak, internet kullanabilen herhangi birinin kuantum kodlama öğrenebilmesini mümkün kıldı.
4) Gelişmiş Mikroskoplar
Şubat 2014'te Japonyanın Hokkaido Üniversitesinden araştırmacılar Dünyanın ilk dolanıklıkla güçlendirilmiş mikroskoplarını ürettiler. Bunu yapmak için diferansiyel girişim kontrast mikroskopisi denen bir teknik kullandılar. Bu tür mikroskoplar, bir madde üzerine iki foton ışını gönderirler ve ışığın girişim desenini incelerler. Bu girişim deseni, maddenin düz veya düzensiz yüzeyine göre farklılıklar gösterir. Dolanık fotonları kullanmak, mikroskobun elde edebileceği bilgiyi katlayarak arttırır; çünkü dolanık fotonlardan birini ölçmek, diğeri hakkında da bilgi verir.
5) Biyolojik Pusulalar
İnsanlar kuantum mekaniğinden faydalanan tek canlı değildir. Önde gelen bir teoriye göre Avrupa Nar bülbülü gibi kuşlar, göç yollarını kuantum mekaniğinin ürkütücü özelliklerinden faydalanarak bulurlar. Bu yöntem dahilinde ışığa duyarlı kriptokrom isimli bir molekül yer almaktadır. Kriptokromlar içerisinde dolanık elektronlar bulunduğu düşünülmektedir. Fotonlar göze girdiğinde, kriptokrom moleküllerine çarparlar ve onları parçalayacak kadar enerjiyi verirler. Bunun sonucunda iki reaktif molekül (radikal) oluşur. Bunlarda birbirinden ayrılmış ama halen dolanık elektronlar bulunur. Bu sayede hayvanlar, bu moleküllere dayalı manyetik bir haritayı görebilirler.
Kuantum mekaniği çok küçük boyutlarla ilgilenen fizik dalıdır. Kuantum fiziği yaşamla ilgili çok ilginç sonuçlara şahit olmamızı sağlar.
Atomların ve elektronların ölçüsünde, işlerin günlük boyut ve hızlarda nasıl hareket ettiğini anlatan klasik mekanik denklemlerinden birçoğu yararlı olmaz. Klasik fizikte nesneler belirli bir zamanda belirli bir yerde bulunur. Ancak kuantum fiziğinde nesneler bunun yerine bulunma olasılıklarını içermektedir.
Verileri kuantum mekaniğine göre işleyen ve ileten bilgisayarlara kuantum bilgisayarı adı verilir. Kuantum hesaplamalarını bilgisayarda kullanma fikri 80li yılların sonunda Yuri Manin ve Richard Feynman tarafından birbirinden bağımsız şekilde ortaya atıldı. O zamandan beri bir kuantum bilgisayarı oluşturmak için
Kuantum bilgisayarları, klasik meslektaşlarına göre daha hızlı hız ve daha güçlü güvenlik vaat ediyorlar ve bilim insanları on yıllardır kuantum bilgisayar oluşturmak için uğraşmaktadırlar. Kuantum hesaplama, klasik hesaplamaya temel bir yoldan farklıdır bilginin saklanma şekli. Kuantum hesaplama, süperpozisyon denilen kuantum mekaniğinin garip bir özelliğinden en iyi şekilde yararlanır. Bu, bir ünitenin klasik bilgisayardaki eşdeğerinden çok daha fazla bilgi tutabileceği anlamına gelir.Klasik bilgisayarlarda , bilgi 1 veya 0 durumundaki bit de depolanır, örneğin açık veya kapalı bir ışık düğmesi gibi. Buna karşılık, kuantum hesaplamada, bilgi birimi 1 ya da 0 ya da iki durumun üst üste gelmesi olabilir. Bu şekilde klasik bilgisayarlardan çok daha üstün performans elde edilebilir.
Şu anda gelişme aşamasında olan IBMin Quantum bilgisayarı olan IBM Q birçok sektör temsilcisi tarafından kullanılmaya başlanmıştır. IBM Q, işletme ve bilim için evrensel kuantum bilgisayarlar oluşturmak için bir endüstri ilk girişimidir. IBM Q quantum aygıtlarına, modüler, açık kaynak kodlu bir programlama çerçevesi olan Qiskit kullanılarak erişilebilebilmektedir. Fortune 500 şirketleri, akademik kurumları ve girişimciler ağı IBM Q teknolojisini kullanmaya başladılar ve kuantum hesaplamayı ilerletmek için IBM Research ile işbirliği yapmaktadırlar.
https://youtu.be/GpMlgWhnW14
https://youtu.be/R2wBqdcQkCw
Kaynak TIKLAYIN
Son düzenleme:
)
