Kuantum Bilgisayarları

Bir kuantum bilgisayarı, veri üzerinde yapılacak işlem esnasında süperpozisyon ve ‘quantum entanglement’ olarak bilinen, Türkçe’ye dolanıklık olarak çevrilebilecek mekanik kuantum olgularının doğrudan kullanımını sağlayan bir hesaplama cihazıdır.

Haziran 2015’te Avrupa Telekomünikasyon Standartları Enstitüsü (ESTI) yaptığı açıklamada ‘kuantum-güvenli’ şifreleme tekniklerine geçmek için on yıldan fazla bir süredir bilgi arşivlemeye veya çevrimiçi işlem gizliliğini korumaya ihtiyaç duyan kuruluşları uyardı. Enstitü, kuantum bilgisayarların ileri düzey matematik işlemleri gerçekleştirebilme kapasiteleri sayesinde hassas veriler üzerine yazılmış şifreleri rahatlıkla kırabileceği konusunda uyarıda bulundu.

Klasik bilgisayarlar ile kuantum bilgisayarlar arasında farklılıklar mevcuttur. Örneğin; klasik bir bilgisayar verileri bit olarak depolarken, kuantum bilgisayarlarında veriler kbit yani kuantum biti olarak saklanır. Kuantum hesaplamalarında temel ilke, kuantum özelliklerinin verileri yapılandırabilmek için kullanılması ve bu verilerle işlem gerçekleştirebilmek için kuantum mekanizmalarının inşa edilebilmesidir.

Fizik derslerinden hatırlayabileceğimiz üzere bir kuantum mekanik nesne, bozulduğu taktirde bir devrede donuyor ya da klasikleşiyor. Bu sebeple tüm kuantum bilgisayarlar, ‘kubit’ olarak adlandırılan ve bilgisayarlardaki dijital bite benzetilebilecek yapı taşlarına sahip.

Kuantum hesaplamaları henüz ömrünün oldukça başında olsa da, günümüzde işlemler esnasında kuantum hesaplamaları kullanılan birkaç deney gerçekleştirilmiş durumda. Aynı zamanda hem pratik hem de teorik alanda büyük bir hızla üzerinde çalışmalar yapılan bir alana evrilirken, birçok ulusal hükümet ve askeri kuruluşlar da kriptografik amaçlı projeleri için kuantum bilgisayarlarına dair projelere destek veriyorlar.

Kuantum bilgisayarları, mekanik işlemlere birçok yönden fayda sağlayacak. Mesela büyük ölçekli kuantum bilgisayarlarının kurulumu gerçekleştirilebilirse, herhangi bir sorunu klasik bilgisayarlara oranla çok daha hızlı bir şekilde çözebilecek durumda olacaklar.  Kuantum bilgisayarları bu hızlı sorun çözebilme potansiyellerini Shor’un algoritmasını kullanıyor oluşuna borçlular.

Kuantum bilgisayarları; DNA bilgisayarları ve transistörlü geleneksel bilgisayarlar gibi diğer bilgisayarlardan kesin bir şekilde ayrılıyor. Optik bilgisayarlar gibi bazı bilgi-işlem mimarileri dahi kuantum bilgisayarların hesaplama hızının potansiyeline yaklaşamıyorlar.

Kuantum bilgisayarları, klasik bilgisayarların asla gerçekleştiremeyeceği düşünülen ileri düzey, aşırı spesifik matematik işlemleri dahi rahatlıkla gerçekleştirebiliyor. Bir karşılaştırma yaparsak, klasik bir bilgisayarın asla çözüme ulaştıramayacağı bir sorunu Shor’un algoritması sayesinde kuantum bir bilgisayar rahatlıkla, hatta saliseler içerisinde çözüme ulaştırabilir.

Dünyanın ilk kuantum bilgisayar şirketi olan D-Wave Systems, kuantum bilgisayarların konvansiyonel –yani geleneksel- bilgisayarlara oranla çok daha hızlı, çok daha çözüm odaklı ve çok daha yetenekli olmaları amacıyla üretildiklerini söylüyor. D-Wave bu yıl içerisinde 2.000-kubit bir kuantum bilgisayarı piyasaya sürmeye hazırlanıyor.