Kuantum Bilgisayarı Nedir?

lKenpachi

Kıdemli Üye
11 Nis 2013
2,709
0
C.İ.N City
Kuantum Bilgisayarı Nedir?


Kuantum bilgisayarı, kuantum fiziği ilkelerini kullanacak şekilde dizayn edilmiş, normal bilgisayarların maksimum hesaplama kabiliyetinin, erişebilecekleri seviyenin çok üstlerine çıkarıldığı yapılara denir. Kuantum bilgisayarı küçük ölçekte yapılmıştır ve şu anda pratik bir modele dönüştürme çabaları sürmektedir.

Kuantum bilgisayarını anlamak için önce normal bilgisayarlara göz atalım.


Bilgisayarlar Nasıl Çalışır?


Bilgisayarlar ikili sayı formatında veri depolayarak işlev görür. Seriler halinde 1 ve 0 kombinasyonlarını transistörler gibi elektronik bileşenlerinde tutarlar. Bilgisayarın her bir hafıza bileşeni 1 bit olarak tanımlanır. 1 ve 0 modları (veya "On" ve "Off") arasında Boolean mantığıyla ve bilgisayar programlarının algoritması tarafından oynamalar yapılarak bit'ler çeşitlendirilir.


Kuantum Bilgisayarı Nasıl Çalışır?

Kuantum Bilgisayarı bilgileri 1 ve 0 şeklinde veya bu iki değerin kuantum süperpozisyonu şeklinde depo eder. Bu "Kuantum Bit" (Kubit denir kısaca) kombinasyonları ikili sisteme göre çok büyük bir esnekliğe sahiptir. Süperpozisyon mantığını hatırlamak için bkz. Schrödinger'in Kedisi

Spesifik olarak kuantum bilgisayarı geleneksel bilgisayarların hayal dahi edemeyeceği büyüklükte hesaplamalar yapabilecek kabiliyette olacak. Bu konu şifreleme alanında ciddi bir endişe de yaratmaktadır. Bazı kimseler pratikte başarılı bir kuantum bilgisayarının dünyanın finansal sisteminin, şimdiki bilgisayarların çözmeyi asla başaramayacakları büyüklükteki sayılardan oluşan şifreleme sistemlerini aşarak çökerteceğinden endişe etmektedir.

Kuantum bilgisayarıdaki bu devasa hızın nasıl yaratıldığına örnek verelim:

Eğer 1 kubit, 1 ve 0 durumları olmak üzere süperpozisyon durumundaysa ve süperpozisyonda olan bir diğer kubit ile birlikte bir hesaplama ortaya koyduğunda tek bir hesap sonucunda 4 ayrı sonuç elde edilir, bunlar 1/0 , 1/1 , 0/0 , 0/1 değerleridir. Bunlar, matematiğin, kuantum sisteme uyguladığı ve süperpozisyondan tek bir duruma çökene kadar ortaya koyduğu gerçek değerlerdir. Oysa aynı durumda klasik bilgisayarın yapabileceği hesaptan çıkan sonuç 1/0 veya 0/1 gibi tek bir değer olabilir. Bu durumda, hesaplamaya katılan kubit'lerin arttırılması sonucu yapılacak hesap ile, aynı sayıda klasik bit'lerin hesap miktarı arasında, katlanarak büyüyen devasa bir fark oluşacağı aşikardır. Kuantum bilgisayarlarının esas kabiliyeti eşzamanlı (paralel) olarak çoklu işlem yapabilmesidir ( Buna kuantum paralelizm denir).

Kuantum bilgisayarındaki tam fiziksel mekanizma teorik olarak çok daha kompleks ve sezgisel olarak anlaşılması güçtür. Genelde bu tarz işlemler paralel evrenler yorumuyla açıklanır. Yani çeşitli kubit'lerin süperpozisyonda olmasından dolayı kuantum bilgisayarında hesaplama sadece bizim evrenimizde değil eş zamanlı olarak diğer evrenlerde de oluşur. Tabi ki bunlar teorik yorumlardır.


Kuantum Hesaplamanın Tarihi

Kuantum hesaplamanın çalışma mantığının temelleri 1959'da Richard Feynmann'ın "kuantum etkilerini" daha iyi bilgisayarlar yapmak için kullanma fikrini ortaya koymasına dayanır. Tabi ki kuantum etkileriyle hesaplamadan önce, o zamanlarda bilimciler ve mühendisler geleneksel bilgisayarları geliştirme çabasındaydı. Bu yüzden yıllarca Feynmann'ın önerisini hayata geçirecek çapta bir çalışma yapılmamıştır.

1985'te Oxford Üniversitesinden David Deutsch tarafından "kuantum mantık kapıları" fikri ileri sürülerek, kuantum fiziği alanı bilgisayarlar içine dahil edildi. Deutsch'un bilimsel makaleleri herhangi bir fiziksel hesaplamanın kuantum bilgisayarlarına uygulanabileceğini gösterdi.

Yaklaşık on yıl sonra 1994'te Peter Shor adında bir matematik mühendisi çarpanlara ayrıma yapan 6 kubitlik bir algoritma tasarladı. Böylece artık çok küçük çaplı bir kuantum bilgisayarı geliştirilmişti. Bu olaydan sonra 1998'de küçük hesaplamaları "eşfazlılığı kaybetmeksizin" birkaç nanosaniyede yapan 2 kubitlik bilgisayar geliştirildi. 2000'de 4 ve 7 kubitlik kuantum bilgisayarları da başarıyla yapıldı.

Bu alandaki çalışmalar tüm hızıyla devam etmektedir. Başlangıç olarak atılan bu başarılı adımlar temel teorinin sağlamlığını göstermektedir.


Kuantum Bilgisayarlarının Güçlükleri

Kuantum bilgisayarlarının ana engeli "Kuantum Eşfazlılık" problemidir. Kubit hesaplamaları, kuantum dalga fonksiyonu durumların süperpozisyonundayken yapılır. Bu durum 1 ve 0 durumlarının eşfazlı olarak hesaplamada kullanımına izin verir. Fakat kuantum sistemde herhangi bir tipte ölçüm yapıldığı anda eşfazlılık kaybolur ve dalga fonksiyonu tek duruma düşer. Bu yüzden bu bilgisayarlar herhangi bir şekilde ölçüm yapmaksızın belli bir süre boyunca hesaplamaya devam etmek durumundadır. Ölçüm sonucunda ise kuantum sistemden çıkılacak tam bu aşamada bilgisayarın, sistemin kalan kısmıyla işleme devam etmesi gerekecektir.

Böyle bir sistemin oluşturulmasının ucu süper iletkenler, nanoteknoloji ve kuantum elektroniği alanlarına da değmektedir. Bu alanlar da hala gelişmekte olan gizemli alanlardır. Bilimciler için bunların tümünü fonksiyonel bir biçimde bir kuantum bilgisayarında birleştirmek önemli bir çaba olacaktır.
 
Son düzenleme:

HyperBlue

Katılımcı Üye
21 Eki 2014
826
0
vice city
Kuantum Bilgisayarı Nedir?


Kuantum bilgisayarı, kuantum fiziği ilkelerini kullanacak şekilde dizayn edilmiş, normal bilgisayarların maksimum hesaplama kabiliyetinin, erişebilecekleri seviyenin çok üstlerine çıkarıldığı yapılara denir. Kuantum bilgisayarı küçük ölçekte yapılmıştır ve şu anda pratik bir modele dönüştürme çabaları sürmektedir.

Kuantum bilgisayarını anlamak için önce normal bilgisayarlara göz atalım.


Bilgisayarlar Nasıl Çalışır?


Bilgisayarlar ikili sayı formatında veri depolayarak işlev görür. Seriler halinde 1 ve 0 kombinasyonlarını transistörler gibi elektronik bileşenlerinde tutarlar. Bilgisayarın her bir hafıza bileşeni 1 bit olarak tanımlanır. 1 ve 0 modları (veya "On" ve "Off") arasında Boolean mantığıyla ve bilgisayar programlarının algoritması tarafından oynamalar yapılarak bit'ler çeşitlendirilir.


Kuantum Bilgisayarı Nasıl Çalışır?

Kuantum Bilgisayarı bilgileri 1 ve 0 şeklinde veya bu iki değerin kuantum süperpozisyonu şeklinde depo eder. Bu "Kuantum Bit" (Kubit denir kısaca) kombinasyonları ikili sisteme göre çok büyük bir esnekliğe sahiptir. Süperpozisyon mantığını hatırlamak için bkz. Schrödinger'in Kedisi

Spesifik olarak kuantum bilgisayarı geleneksel bilgisayarların hayal dahi edemeyeceği büyüklükte hesaplamalar yapabilecek kabiliyette olacak. Bu konu şifreleme alanında ciddi bir endişe de yaratmaktadır. Bazı kimseler pratikte başarılı bir kuantum bilgisayarının dünyanın finansal sisteminin, şimdiki bilgisayarların çözmeyi asla başaramayacakları büyüklükteki sayılardan oluşan şifreleme sistemlerini aşarak çökerteceğinden endişe etmektedir.

Kuantum bilgisayarıdaki bu devasa hızın nasıl yaratıldığına örnek verelim:

Eğer 1 kubit, 1 ve 0 durumları olmak üzere süperpozisyon durumundaysa ve süperpozisyonda olan bir diğer kubit ile birlikte bir hesaplama ortaya koyduğunda tek bir hesap sonucunda 4 ayrı sonuç elde edilir, bunlar 1/0 , 1/1 , 0/0 , 0/1 değerleridir. Bunlar, matematiğin, kuantum sisteme uyguladığı ve süperpozisyondan tek bir duruma çökene kadar ortaya koyduğu gerçek değerlerdir. Oysa aynı durumda klasik bilgisayarın yapabileceği hesaptan çıkan sonuç 1/0 veya 0/1 gibi tek bir değer olabilir. Bu durumda, hesaplamaya katılan kubit'lerin arttırılması sonucu yapılacak hesap ile, aynı sayıda klasik bit'lerin hesap miktarı arasında, katlanarak büyüyen devasa bir fark oluşacağı aşikardır. Kuantum bilgisayarlarının esas kabiliyeti eşzamanlı (paralel) olarak çoklu işlem yapabilmesidir ( Buna kuantum paralelizm denir).

Kuantum bilgisayarındaki tam fiziksel mekanizma teorik olarak çok daha kompleks ve sezgisel olarak anlaşılması güçtür. Genelde bu tarz işlemler paralel evrenler yorumuyla açıklanır. Yani çeşitli kubit'lerin süperpozisyonda olmasından dolayı kuantum bilgisayarında hesaplama sadece bizim evrenimizde değil eş zamanlı olarak diğer evrenlerde de oluşur. Tabi ki bunlar teorik yorumlardır.


Kuantum Hesaplamanın Tarihi

Kuantum hesaplamanın çalışma mantığının temelleri 1959'da Richard Feynmann'ın "kuantum etkilerini" daha iyi bilgisayarlar yapmak için kullanma fikrini ortaya koymasına dayanır. Tabi ki kuantum etkileriyle hesaplamadan önce, o zamanlarda bilimciler ve mühendisler geleneksel bilgisayarları geliştirme çabasındaydı. Bu yüzden yıllarca Feynmann'ın önerisini hayata geçirecek çapta bir çalışma yapılmamıştır.

1985'te Oxford Üniversitesinden David Deutsch tarafından "kuantum mantık kapıları" fikri ileri sürülerek, kuantum fiziği alanı bilgisayarlar içine dahil edildi. Deutsch'un bilimsel makaleleri herhangi bir fiziksel hesaplamanın kuantum bilgisayarlarına uygulanabileceğini gösterdi.

Yaklaşık on yıl sonra 1994'te Peter Shor adında bir matematik mühendisi çarpanlara ayrıma yapan 6 kubitlik bir algoritma tasarladı. Böylece artık çok küçük çaplı bir kuantum bilgisayarı geliştirilmişti. Bu olaydan sonra 1998'de küçük hesaplamaları "eşfazlılığı kaybetmeksizin" birkaç nanosaniyede yapan 2 kubitlik bilgisayar geliştirildi. 2000'de 4 ve 7 kubitlik kuantum bilgisayarları da başarıyla yapıldı.

Bu alandaki çalışmalar tüm hızıyla devam etmektedir. Başlangıç olarak atılan bu başarılı adımlar temel teorinin sağlamlığını göstermektedir.


Kuantum Bilgisayarlarının Güçlükleri

Kuantum bilgisayarlarının ana engeli "Kuantum Eşfazlılık" problemidir. Kubit hesaplamaları, kuantum dalga fonksiyonu durumların süperpozisyonundayken yapılır. Bu durum 1 ve 0 durumlarının eşfazlı olarak hesaplamada kullanımına izin verir. Fakat kuantum sistemde herhangi bir tipte ölçüm yapıldığı anda eşfazlılık kaybolur ve dalga fonksiyonu tek duruma düşer. Bu yüzden bu bilgisayarlar herhangi bir şekilde ölçüm yapmaksızın belli bir süre boyunca hesaplamaya devam etmek durumundadır. Ölçüm sonucunda ise kuantum sistemden çıkılacak tam bu aşamada bilgisayarın, sistemin kalan kısmıyla işleme devam etmesi gerekecektir.

Böyle bir sistemin oluşturulmasının ucu süper iletkenler, nanoteknoloji ve kuantum elektroniği alanlarına da değmektedir. Bu alanlar da hala gelişmekte olan gizemli alanlardır. Bilimciler için bunların tümünü fonksiyonel bir biçimde bir kuantum bilgisayarında birleştirmek önemli bir çaba olacaktır.


İşte aradığım bilgi teşekkürler
 
Son düzenleme:

lKenpachi

Kıdemli Üye
11 Nis 2013
2,709
0
C.İ.N City
Bu zımbırtı daha icat edildimi?

Zımbırtı dediğin, 500 tane oyun bilgisayarını birleştirsen bu kuantum bilgisayarı yapmaz.

500 tane birleştirdiğin bilgisayar ile deep webde en yüksek seviyeye gelemezsin, ama kuantum bilgisayarı ile gelirsin.

Yakında Jashua denilen filimlerde izlediğimiz icadıda çıkarcaklar.
 

LeGiOnS054

Katılımcı Üye
28 Eyl 2013
325
0
Sakarya
Zımbırtı dediğin, 500 tane oyun bilgisayarını birleştirsen bu kuantum bilgisayarı yapmaz.

500 tane birleştirdiğin bilgisayar ile deep webde en yüksek seviyeye gelemezsin, ama kuantum bilgisayarı ile gelirsin.

Yakında Jashua denilen filimlerde izlediğimiz icadıda çıkarcaklar.

Amma alındın be kardeşlik, zımbırtı lafın gelişi, icat eilip edilmediğini sormuştum sadece
 
Üst

Turkhackteam.org internet sitesi 5651 sayılı kanun’un 2. maddesinin 1. fıkrasının m) bendi ile aynı kanunun 5. maddesi kapsamında "Yer Sağlayıcı" konumundadır. İçerikler ön onay olmaksızın tamamen kullanıcılar tarafından oluşturulmaktadır. Turkhackteam.org; Yer sağlayıcı olarak, kullanıcılar tarafından oluşturulan içeriği ya da hukuka aykırı paylaşımı kontrol etmekle ya da araştırmakla yükümlü değildir. Türkhackteam saldırı timleri Türk sitelerine hiçbir zararlı faaliyette bulunmaz. Türkhackteam üyelerinin yaptığı bireysel hack faaliyetlerinden Türkhackteam sorumlu değildir. Sitelerinize Türkhackteam ismi kullanılarak hack faaliyetinde bulunulursa, site-sunucu erişim loglarından bu faaliyeti gerçekleştiren ip adresini tespit edip diğer kanıtlarla birlikte savcılığa suç duyurusunda bulununuz.