Dün, Türkiye açısından önemli bir gün daha yaşandı ve ülkemizin ilk kuantum bilgisayarı yapılan törenin ardından faaliyete geçti.
Evet, yanlış duymadınız. Sadece bir bilgisayar kullanılmaya başlanacak diye devlet erkânının da katıldığı bir tören yapıldı.
Ama bu bilgisayar bildiğiniz bilgisayarlardan değil.
ASELSAN ve TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi (TOBB-ETÜ) 2010 yılından bu yana bu bilgisayarı geliştirmek için iş birliği yapıyorlar. Türkiye’nin ilk kuantum bilgisayarı uzun bir emeğin ürünü.
“İyi hoş da nedir bu kuantum bilgisayar, ne işe yarar?” dediğinizi duyar gibiyim. Öyleyse elimizden geldiğince açıklamaya çalışalım.
Kuantum fiziğinin hediyesi: Kuantum bilgisayar
İlk başta şunu söylememiz gerek; kuantum bilgisayar, tanıdığımız dünyadan farklı bir dünyanın bize hediyesi.
İnsan olarak varlığımızı sürdürdüğümüz, algıladığımız dünya, üç aşağı beş yukarı Newton zamanından beri bilinen fizik kuralları çerçevesinde hareket ediyor.
Kafasına düşen elma sadece Newton’un değil, nesnelerin nasıl hareket ettiğine dair kuralların ortaya çıkmasını sağlayarak hepimizin aydınlanmasına yol açtı.
Bildiğimiz ‘normal’ bilgisayarlar işte bu dünyanın mantığı içerisinde çalışıyorlar.
20. yüzyılın başlarında bambaşka bir dünyanın varlığını ve o dünyanın klasik fizik kurallarına hiç uymayan davranışlarını keşfettik. Buna ‘atom altı parçacıkların dünyası’ ya da kısaca kuantum dünyası diyoruz.
Elektron ve proton gibi atom altı parçacıkların dünyasında fiziğin kuralları çok farklı, hayret uyandırıcı hatta inanılmaz. Fakat tam da bu durum bilgisayarların gücüne güç katıyor.
Aslına bakarsanız bilgisayarların dünyasında her şey veri ile alakalı. Marifet veriyi en iyi şekilde toplamak, depolamak, iletmek ve işlemekte…
Bir bilgisayarın bilgiyi işleme yani hesaplama yapma kapasitesine “bilişim gücü” deniyor. Bilgisayarın saniyede gerçekleştirdiği hesaplama sayısı diğerinden yüksekse o bilgisayarın gücü diğerinden yüksek oluyor.
Kuantum bilgisayarlar klasik fiziğin hesaplama yöntemlerini kullanmak yerine kuantum fiziğinin ilkelerini uygulayarak hesaplama yapıyorlar.
Herhâlde işin en zor tarafı, kuantum dünyasının nasıl işlediğini ve bunun kuantum bilgisayarlara nasıl güç kattığını anlayıp aktarabilmek.
Çünkü atom altı ölçeğe indiğinizde klasik fizik yasaları geçerliliğini yitirir; bunun yerine kuantum kurallarına geçeriz.
Mesela ‘süperpozisyon’ ve ‘dolanıklık’ kavramları kuantum dünyasını ve kuantum bilgisayarları anlamak için çok önemli.
Süperpozisyon, basitçe, bir kuantum parçacığının (örneğin bir elektronun) aynı anda birden fazla durumda var olabilmesi demek.
Bu, meşhur deneydeki gibi, teorik olarak bir kedinin aynı anda hem ölü hem canlı olması veya bir tabağın aynı anda hem kırık hem de sağlam olması anlamına geliyor. Evet, ihtimallerin hepsi aynı anda mümkün…
Diğer taraftan dolanıklık, yine basitçe, birbirlerinden milyarlarca ışık yılı uzaklıkta olsa bile, evrenin iki ayrı noktasındaki iki ayrı parçacığın aynı anda, aynı şekilde davranması anlamına geliyor.
Yani iki parçacık ışık hızından bile hızlı bir şekilde birbirini etkileyebiliyor ki evrende ışık hızından daha hızlı bir şey (henüz) yok.
Yine de “bilgi” ışık hızından daha hızlı seyahat edebiliyor gibi görünüyor.
Bu ‘tuhaf’ durumu Einstein bile "ürkütücü" bulmuş; o yüzden şaşırmamız normal. Ayrıca “kuantum fiziği kafanızı karıştırmadıysa onu tam olarak anlamamışsınız demektir” diyen Niels Bohr’a göre, şaşırdığımızda yavaş yavaş anlamaya başlamış oluyoruz.
Kuantum bilgisayarlar yukarıda aktarmaya çalıştığım ‘tuhaflıklardan’ güç alıyor.
Örneğin, elinizde 283 anahtar ve bir kilit olsa, hangilerinin kilidi açtığını öğrenmek için yapacağınız şey anahtarları sırasıyla tek tek kilide takıp çıkarmak olacaktır. Her bir anahtarı takıp çıkarmak 10 saniye sürse 2 bin 830 dakikanızı buna ayırmanız gerekir.
Peki, şimdi 283 anahtarı aynı anda tek bir kilide takabildiğiniz, yani anahtarların kilidi açmasıyla ilgili tüm olasılıkları tek bir seferde görebildiğiniz bir dünya hayal edin. Kuantum bilgisayara hoş geldiniz!
Normal bir bilgisayarda bilgiyi 0 veya 1 değeri üzerinden kodlayabiliyorsunuz. Yani kedi ya ölü ya da diri, tabak ya kırık ya da sağlam, elektronik olarak sinyal yok ya da sinyal var.
Oysa kuantum bilgisayarlarda bilgiyi, sadece 0 durumunda ya da sadece 1 durumunda ya da aynı anda hem 0 hem 1 durumda kodlayabiliyorsunuz! Dahası aynı şekilde başka bir kodlama yaptığınızda ikincisini otomatik olarak gözlemleyebiliyorsunuz çünkü ikisi birbirine ‘dolanık’.
Tüm bunlar, gözden geçirilecek olasılık sayısını ve olasılıkları gözden geçirme hızını inanılmaz artırıyor. Bu da olağanüstü bir hesaplama gücü sağlıyor.
Bahsettiğim gibi iki değil de 275 kodlama yaparsanız, gözlemlenebilir evrendeki tüm atomlardan daha fazla bilgi parçasıyla hesaplama yapma gücüne kavuşuyorsunuz.
Ama bu kolay bir şey değil.
Atom altı parçacıkların bozulmaması ve bir değişime uğramaması için hesaplama yapılan ortamın kuantum-fiziksel şartlara elverişli hâle getirilmesi zorunlu.
Bilgisayarı dış elektromanyetik dalgalardan korumak ve ortam sıcaklığını eksi 273 dereceye çok yakın bir seviyede tutmak gerekiyor.
Gördüğünüz gibi kuantum bilgisayarları inşa etmek inanılmaz derecede zor. Az sayıda şirket ve devlet bunlara sahip.
Türkiye gerçekten önemli bir adım attı. Ne diyelim, yolumuz ve bahtımız açık olsun.
