Kuantum Bilgisayarlar

Bilgisayar Nedir?

Bilgisayarlar genel kullanım amacı olarak

yapılması gereken işlemleri daha hızlı ve hata

oranı daha düşük olarak yapmaya yarar.

Örneğin; 3+5 işlemini kafadan yapabiliriz,

ancak 1,34 PC’in kaç kilometre olduğunu ancak

kağıt kalemle çözebiliriz, ki bu da bir hayli zaman

alır. İşte bu kısımda bilgisayarlar yardımımıza

koşuyor ve 1 saniyeden de kısa bir sürede bize

sonucun 4,13×1013 olduğunu gösteriyor.Ozan Müyesseroğlu

Peki Ama Nasıl?

Aslında bilgisayarlar aptaldırlar; toplama,

eksiye çevirme, taşıma, döngüleme ve mantık

işlemleri yaparlar. Ancak bunların hepsini “bit”

bazında yaparlar.

Bu işlemleri yapabilmek için bir işlemciye

(CPU’ya), geçici veri depolama alanına (RAM’e)

ve ASSEMBLY kodlarına ihtiyacımız var.

Ozan Müyesseroğlu

Bit Nedir?

Bitler, kısaca bilgisayarın veri tutan en küçük

birimidir. Böcek olan bitlerden farklıdırlar yani.

Bitler sadece 0 ve 1 değeri alabilirler. Bunu da

işlemci, daha doğrusu işlemcideki transistörler

belirler. 5 volt biti 1 yapar, 0 volt biti 0 yapar.

Daha sonra bitler birleşerek baytları, baytlar

birleşerek kilobaytları (KB) oluştururlar.

Yani bir bitin değeri ya vardır, ya yoktur.

Ozan Müyesseroğlu

Kuantum Bilgisayar Nedir?

Kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarların

yapamadığı işlemleri yapabilen bilgisayarlardır.

Bunun yanında, belirtmeye gerek var mı

bilemiyoruz ama, klasik bilgisayarların yaptığı

işlemleri de daha hızlı yaparlar. Slayt süresi uzun

olmadığı için biraz yüzeysel anlatacağız, ancak

kuantum bilgisayarlar hakkında genel bilgi

sahibi olacaksınız.

Ozan Müyesseroğlu

Nasıl Çalışırlar?

Kuantum bilgisayarlar da bit sistemine göre

çalışırlar. Ancak kuantum bilgisayarların bitleri

klasik bilgisayarların kullandığı bitler değillerdir;

QuantumBit’ler, kısaca QUBIT’lerdir.

Bit sistemi farklı olduğu için biti okuma-yazma

işlemi de farklı oluyor. Şöyle ki bir Qubiti okumak

için nükleer manyetik rezonans, yazmak içinse

yüksek enerjili radyo frekans gerekir.

Ozan Müyesseroğlu

Bit ve Qubit

Resimde üst kısımdakiler bit, alttaki Qubit’tir.

Ozan Müyesseroğlu

Peki Qubit Nedir? (1)

Bunu kısaca şöyle açıklayabiliriz; bitlerin aksine

Qubitler 0 ile 1 arasında sınırsız değer alabilir.

Bunun anlamı bir Qubit 0 olabilir, 1 olabilir, 1.2

olabilir… Buna “çakışma” (superposition) denir.

Çakışma özelliği sayesinde aynı büyüklükteki

fiziksel alana bir Qubit, bir bitten daha fazla veri

sığdırır.

Ozan Müyesseroğlu

Peki Qubit Nedir? (2)

Qubitler, çakışma özelliklerinin yanında

mantıksal işlemlerde sonucun daha net olmasını

sağlar ve işlem kapsamını genişletir.

Dolanıklık (Entaglement) sayesinde güvenli

şifreler oluşturulabilir ve son derece güvenli

şifreler çözülebilir. Ancak bu işlemi klasik bir

bilgisayar yapamaz ya da yapsa bile birkaç

milyon yıl sürer.

Ozan Müyesseroğlu

Kuantum Bilgisayar Örneği (1)

(C11H5F5O2Fe ) molekülünden oluşan 7 Qubit Kuantum BilgisayarıOzan Müyesseroğlu

Kuantum Bilgisayar Örneği (2)

Bir önceki sayfada görülen yapı 7 Qubitlik bir

kuantum bilgisayardır. Sadece 24 molekülden

oluşan bu bilgisayar 15’i asal çarpanlarına

ayırabiliyor. Bu işlem ise Peter Shor’un 1994’te

yayımladığı “kuantum bilgisayarları için asal

çarpanlara ayırma” algoritması ile yapılıyor.

Molekül üzerindeki 5 Flor atomuyla 2 Karbon

atomu birer Qubit olarak davranıyorlar.

Ozan Müyesseroğlu

Kuantum Bilgisayar Örneği (3)

Bu atomlar, yani bu Qubitler birbirleriyle

etkileşim halindeler. Bu sayede birbirlerine veri

aktarımı yapabiliyorlar. Aynı zamanda bu

Qubitler tek tek programlanabiliyorlar.

Klasik Bilgisayar Programcısı ve Kuantum Bilgisayar Programcısı

Ozan Müyesseroğlu

Sonuç

Kuantum bilgisayarlar geleceğin bilgisayarları

olmayı hak ediyorlar, ama iyi ellerde kullanılmak

şartıyla. Çünkü kuantum bilgisayarları ile kötü

ellerde bugün yapılandan daha fazla ve daha

hızlı hacker’lık yapılabilir.

Halihazırda yapılmış bir kuantum bilgisayarı

olmamasına rağmen yapıldığında kullanılacak

algoritmalar yazılmaya devam ediyor.

Ozan Müyesseroğlu

Kaynakça

• http://www.robot.metu.edu.tr/~betul/Dokumanlar/Karisik/Logic%20Gates.pdf

• http://www.biltek.tubitak.gov.tr/haberler/fizik/S-444-15.pdf

• http://www.qubit.org

• http://cs.bilgi.edu.tr/~bulent/kuantum.html

“Eğer inşa ettiğiniz bilgisayarlar kuantum bilgisayarları olurlarsa, bütün

casuslar bunlardan edinmek isteyecekler. Bütün kodlarımız çözülecek

ve e-mail’lerimizi okuyabilecekler. Ta ki biz kuantum şifreleri yazana ve

onların gözlerini korkutana kadar.”

Jennifer & Peter Shor

Ozan Müyesseroğlu