her ne kadar biz "kuantum bilgisayari" desek de aslinda kuantum olan bilgisayarin kendisi degil, işlemcisidir ve buradaki teknolojide kuantum mekaniği temel olarak ele alinmistir.
normal bilgisayarlar gibi klasik fizik yasalarina göre calismazlar, temel olarak kuantum mekaniksel durumlara göre calisirlar. Durumlarin islemleri kuantum mekaniksel prensiplere göre yapilir. Bunun icin ilk önce süperpozisyon prensibi yani kuantum mekaniksel uyumluluk, uyumluluk etkileri örnegin; (bkz: Holografi) ve bunun icindeki uyumsuz optik gibi ve ikincisi de kuantum dolanıklık önemlidir.
Böyle bir bilgisayari yapmak icin fiziksel kisitlamalar göz önünde bulundurulmalidir. (bkz: Termodinamik)
Klasik bilgisayarlada bilgiler bit olarak olusturulur. bu da fiziksel olarak elektriksel potansiyel sayesinde gerceklestirilir. Bu potensiyel belirli bir seviyenin ya altindadir yada üstündedir.
Örnegin; lambanin yanmasi icin elektrik verilir ve bu 1 durumunu ifade eder. Lamba kapatildiginda elektrik yoktur ve bu 0´i ifade eder.
Bir kuantum bilgisayarinda da bilgiler ikili sistem ile gerceklestirilir.
Fakat; burada fiziksel bir sistemin iki boyutlu kompleks bir yerde kuantum mekanikte olursturdugu durumu kullanilir *. Dirac Notation´a göre kuantum durumu bir kuantum durum vektörü ile temsil edilir. Bunladan birisi |0> ve digeri de |1>´dir. Bu kuantum mekaniksel iki seviye sistemi bir elektronun spinvektörünün yukarida veya asagida oldugunu ifade edebilir. Bazi uygulamalarda atomun veya moleküllerin enerji seviyesini yada halka seklindeki süper iletkenlerde elektrik akımınin yönünü ifade edebiliyor. Genelde fiziksel sistemin Hilbert uzayında sadece iki durum seciliyor. Örnegin; yakalanan bir iyonun en düsük iki enerji seviyesi. Iste buradaki iki durum sistemine qubit deniliyor. https://galeri.uludagsozluk.com/r/2109188/+
Bu vektörlerin bir diger özelligi ise; diger durumlarin girişimi olabilmesi olasiligina sahip olmasi. Buna da süperpozisyon denilmekte. Bu durumda bir qubit |0> yada |1> olmak zorunda degildir. Daha cok bir qubitin bir iki boyutlu kompleks bir oda da alacagi durum gösterilir. https://galeri.uludagsozluk.com/r/2109190/+
teorik arastirmalara göre bu etkileri kullanarak bazi problemlerde örnegin; büyük veri bankalarinda aramalar yaparken, yada büyük sayilari faktörlerken (bkz: shor algoritması) klasik bilgisayarlara göre daha verimli islemler gerceklestirilebilinir.
Laboratuvar ortaminda bazi kuantum bilgisayari konseptleri yapildi ve denendi. Bu deneylerde az miktarlarda qubit gerceklestirilebilindi. 2020 yilinin baslarinda rekor 50-70 qubit civarindaydi. Qubit sayisinin yani sira burada önemli olan bir nokta ise islem ve okuma esnasinda qubitlerin sürdürülebilirligi dahilindeki hata oraninin düsüklügü. yani islem ve okumayi gerceklestirirken; qubitlerin sabit kalmasi durumu.
2018 yilindan beri dünya capindaki bircok ülke, arge gruplari, üniversiteler, teknoloji ve bilgisayar firmalari kuantum bilgisayari üzerinde yogunlasmis durumdalar ve bunun icin oldukca yüksek miktarda yatirimlar gerceklestiriyorlar. özellikle teknolojide lider konumda olan ülkeler, 2020 yili ekonomik krizi sebebiyle milyarlarca dolar yatirim gerceklestireceklerini acikladilar.
peki bu bilgisayarlari nerelerde kullanabiliriz?
- lojistik ve ekonomik alanlarda optimizasyon görevleri icin
- simülasyonlarda örnegin; yeni kimyasal maddeler kesfetmek icin, biyoteknolojide, tip alanlarinda, enerji sektöründe vs. vs.
- kriptografi
