Kuantum bilgisayarları nesnelerin ölçüm yapılmadan önceki durum olasılıklarına dayanarak hesaplamalar gerçekleştirirler. Normalde klasik bilgisayarlar nesnelerin 1 ve 0 olma durumlarını ölçebilirken kuantum bilgisayarları 1 ve 0 arasında çok fazla veriye ulaşabildikleri için daha gelişmişlerdir.
Önce kuantum bilgisayar alemine dalmadan klasik bilgisayarların nasıl çalıştığından bahsedelim. Klasik bilgisayarlar nesnelerin belirli olan fiziksek durumlarını kullanarak mantıksal işlemler gerçekleştirirler. Genellikle bu durumlar binary olarak adlandırılan ikilik sistemden oluşur ve bit olarak adlandırılır (1 açık,0 kapalı).
Gelgelelim kuantum bilgisayarlarına; bu bilgisayarlar klasiklerden farklı olarak kuantum durumlarına (quantum states) göre işlem yaparlar ve kübitleri kullanırlar. Aklınıza şu soru gelebilir. Peki nedir bu durumlar? Yukarıda belirttiğimize benzer olarak nesnelerin ölçülmeden önceki belirlenmemiş özellikleridir. Bunlara elektronun dönmesi veya fotonun polarizasyonu örnek verilebilir.
Süperpozisyon olarak adlandırılan bu durum havaya attığınız madeni paranın elinize düşmeden önceki belirsiz haline benzer.
Süperpozisyondan faydalanan kuantum bilgisayarları klasik bilgisayarların gerçekleştiremediği, gerçekleştirse bile çok uzun süreler alan, kompleks işlemleri kısa sürede sonuçlandırırlar. Bu tür durumlara örnek vermek istersek zor şifrelerin kırılması ve kimyasal reaksiyonlardaki çoklu parça etkileşimlerini çözümleme verilebilir.
Genel olarak bahsettiğimiz ölçülmeden önceki durumları peki nasıl ölçebiliriz? İşte bu soru bize decoherence (eşevresizlik) olarak adlandırılan ve ölçüm yapıldığında kübitin normal bite dönüşmesine sebep olan kavramı anlamaya itiyor.
Cihazların kuantum durumlarını eşevresizlikten koruyabilmesi ve aynı zamanda bunların okunmasını kolaylaştırabilmesi gerekir.
Kuantum bilgisayarları geliştirme çalışmaları, eşevresizliğin etkilerini azaltmak veya engellemek için çeşitli stratejileri içerir. Bu stratejiler arasında hata düzeltme yöntemleri, çevresel izolasyon teknikleri ve daha kararlı kuantum hafızaları kullanma gibi yaklaşımlar bulunmaktadır.
Kuantum Bilgisayarları ve Bazı Belirsizlikler
IBM ve Google gibi bazı şirketler, daha fazla kübiti bir araya toplayıp daha doğru cihazlar üretmeye devam ettikleri için yakın olabileceğimizi iddia ediyor. Tabiki her konuda olduğu gibi bunun imkânsız olduğunu savunan bir kesimin varlığı da söz konusudur. Genellikle matematikçi olan bu insanlar aşılması neredeyse imkansız olan ve kuantum hesaplamayı sonsuza dek ulaşılmaz hale getiren engellerin olduğuna inanıyor.
Kimin haklı olduğunu bize zaman gösterecektir.
Makalenin orijinali için tıklayın.