Kuantum Bilgisayarlar 2013 yılında ilk defa Cambrige ’deki bir konferansta kavga dovuş tanıtıldı. Kanada ’lı firma olan D-Wave ve onların “Quantum Annealing” dedikleri teknikleriyle calıştırdıklarını iddia ettikleri kuantum işlemcileri o konferansta NASA ve Google ’ın ortaklaşa girişimiyle satın alındı ve bu iki firma işlemci uzerinde araştırma yapmaya başladı.
O gun satılan işlemci 128 qubit ’lik bir işlemiyken bugun D-Wave 4000 ’in uzerinde qubit ’e sahip işlemciler uzerinde calışıyor. Bu işlemciler duşuk sıcaklık ve ozel elektronik ekipmanlar gerektirdiklerinden, etraflarında calışabilmeleri icin komplike bir sistem gerekiyor. Ancak IBM kendi kuantum bilgisayarını internet uzerinden kullanıma acarak Ar-Ge faaliyetlerine onemli bir katkıda bulundu.
Tum bunlar devam ederken bir yandan da fotonik kuantum bilgisayarlar, farklı deneysel alanlarda onemli kapıların acılmasına neden oldu.
Bu nedenle etrafımızda surekli bilim kurgu konularla ilgili bilimsel başarılar duymaya başladık. Henuz Cin ’li bilim insanlarının bir parcacığı -gorece- uzun mesafeye ışınladıklarının ustunden birkac ay gecti ki şimdi de yine bir ortak calışmaya bilim insanları bu sefer de geleceğe bakabilmeyi başardılar.
Araştırmacılar muhtemel bir gelecekle ilgili kuantum superpozisyonu uretebilecek ve analiz edebilecek bir prototip kuantum aygıtı geliştirdiler. Yeni bir kuantum algoritma kullanan araştırmacılar, boylelikle bir karar surecine ait olası sonucları farklı bolgelerdeki fotonların superpozisyonları uzerine kodladır. Ekip, interferometre kullanarak, her gelecek olasılığına ayrı ayrı bakmadan, gelecekler setinde bir arama yapmanın mumkun olacağını soyledi.
Dr Strange ’in Thanos ’u Yenme Planı
Marvel ’ın, devamı onumuzdeki gunlerde cıkacak 2018 yapımı gişe rekortmeni filmi Avenges Infinity War ’da, kahramanımız Dr Strange geleceğe bakıyor ve 14 milyon olası gelecek senaryosu icinde kahramanlarımızın savaşı kazanabileceği yalnızca tek bir olasılık olduğunu soyluyordu. Belki de elinde bir kuantum bilgisayarın yardımı olsaydı, Dr Strange daha kolay zamanlar gecirebilirdi.
Singapur Nanyang Teknoloji Universitesi ve Avuturalya ’daki Giffith Universitesi ’nden araştırma ekiplerinin ortak calışmasında, eş zamanlı bir kuantum superpozisyonunda tum olası gelecekleri uretebilecek bir prototip kuantum cihazı geliştirildi.
Prototipi destekleyen kuantum algoritmasının geliştirilmesine onculuk eden NTU Singapur ’daki Yardımcı Docent Mile Gu, “Gelecek hakkında duşunduğumuzde, cok buyuk olasılıklar ile karşı karşıya kalıyoruz” diye acıklıyor. “Bu olasılıklar biz gelecekte derinlere indikce git gide ustel olarak coğalıyor.”
“Orneğin, eğer her bir dakikada bir tercih yapmamız gerekiyorsa, yarım saatten az bir sure sonra olası geleceklerin sayısı 14 milyonu aşıyor. Eğer sureyi biraz daha uzatır ve 1 gune yaklaştırırsak olası geleceklerin sayısı evrendeki toplam atom sayısını geciyor.”
Tum bu ağır hesap karmaşasına rağmen, kendisi ve araştırma grubunun ortaya cıkardığı şey; kuantum bilgisayarının, olası tum gelecekleri, aynı anda canlı ve olu olan Schrodinger ’in unlu kedisine benzer şekilde, kuantum superpozisyonuna yerleştirerek inceleyebilmesi.
Bu programı gercekleştirmek icin Griffith Universitesi ’nden Profesor Geoff Pryde liderliğindeki deneysel araştırma grubu ile guclerini birleştirdiler. Ekip, birlikte, bir karar surecinin gelecekteki potansiyel sonuclarının fotonların (kuantum ışık parcacıkları) yerleri ile temsil edildiği ozel olarak tasarlanmış bir fotonik kuantum bilgi işlemcisi kullandı. Daha sonra, bu cihazın, olası geleceklerle ilgili durumların superpozisyonunu, onların olası gercekleşme oranlarına gore gosterdiği bir deney yaptılar.
Singapur ekibinin bir uyesi olan Dr Jayne Thompson, “Bu cihazın işleyişi, Nobel Odulu sahibi Richard Feynman ’dan ilham alıyor” diyor. “Feynman kuantum fiziği uzerine calışmaya başladığında, bir parcacık A noktasından B noktasına gittiğinde, bunun mutlaka tek bir yolu izlememesi gerektiğini fark etti. Bunun yerine, eşzamanlı olarak noktaları birbirine bağlayan tum olası yolları geciyor olmalıydı. Calışmamız istatistiksel geleceklerin modellenmesi icin bu fenomeni ve aşılması gereken zorluğu genişletiyor.”
Makina şu andaki belirli bir secime yonelik yargımızın geleceği nasıl etkilediğini olcmek adına bir uygulamanın nasıl yapılabileceğini gostermiş oldu. Burada araştırma ekibinin asıl başarısı, yaklaşımlarının; “her yargı (karar) icin olası tum geleceklerin kuantum superpozisyonlarını sentezlemekti” diyor deney ekibinin bir uyesi olan Farzad Ghafari. “Bu superpozisyonları birbirleri ile ust uste bindirerek olası her geleceğe ayrı ayrı bakmaktan kurtulabiliriz”.
Aslında bugun icin bircok yapay zeka algoritması, davranış ve tercihlerindeki kucuk değişimlerin onlara ne gibi bir gelecek senaryosuyla sonuclanacağını oğrenebilme becerisine sahip. Bu nedenle kuantum dopingiyle guclendirilmiş bu algoritmalar ile yapay zekalar eylemlerinin geri donuşlerini daha etkili bir bicimde anlayabilirler.
Şimdilik ekibin geliştirdiği mevcut prototip eş zamanlı olarak en fazla 16 muhtemel geleceği simule edebiliyor. Buna karşın yontemin ortaya attığı teorik sınıra gore olculebilecek olası gelecek senaryolarının sayısı ise sonsuz.
Pryde “İşte” diyor, “Bu alanı bu kadar heyecan verici yapan şey tam da bu. 1960 ’larda bilgisayarların neler yapabileceği ve onların kullanım alanlarıyla ilgili cok az şey biliyorduk. Şimdi aynısı Kuantum Bilgisayarlar icin gecerli. Onların gercek potansiyelleri ve neler yapabilecekleri konusunda hala karanlıktayız. Bu konudaki her bir gelişme daha fazla teknolojik gelişme icin bize itici guc oluyor.”
Kuantum donemi başladı
Bugune dek geliştirilmiş birden cok kuantum bilgisayar tekniği bulunuyor.
Bu teknikler arasında en başarlı olanı şuphesiz manyetik superiletken akı qubit ’leri kullanan D-Wave firmasının işlemcileri.
Bu işlemcilerden teorik olarak iki işi yapmaları beklenir. Oncelikle kuantum dunyasında olan biteni simule edebilmek icin işlemcinin tamamen kuantum dunyasında calışması gerekir. D-Wave ’in işlemcisi bu konuda başarısını ispatladı. Cozumleme biciminin tutarlılığı ve olası sonucları tek tek hesaplamadan aynı anda hepsini test ettiği goruldu.
Diğer ozellik ise “quantum speed up” yani normal algoritmaların kuantum algoritmalarına cevirilerek hızla cozumlenebilmesi. Bu konuda henuz bir başarı sağlayamamış olsak da her gecen gun cok sayıda kuantum bilgisayar tasarımı uzerinde calışılmakta.