50 atom bile yeterli oluyor: Donatılmış bir kuvantum bilgisayarı, yeryuzunun tum bilgisayarlarından daha fazla performans yeteneğine sahip. Atomlarla calışan kuvantum bilgisayarlar hemen her alanda devrim yaratacak gibi gorunuyorlar.
[IMG]http://img406.**************/img406/747/enhizlibilgisayardi8.jpg[/IMG]
Tuzak hazır! Şimdi Almanya/Garching’teki Max-Planck Enstitusu’ndeki (MPQ) araştırmacılar avlarını bekliyor: İki masa tenisi buyukluğundeki bir masanın uzerinde, birbirleriyle lazer ışınları ağı ile bağlantılı sayısız mercek, akumulator, dağıtıcı ve dondurucu duruyor. Bu gizemli bir şekilde vızıldayan aygıtın kalbi, iyon tuzağı olarak adlandırılıyor. Profesor Walther ve meslektaşları, lazer fiziği araştırma grubu laboratuarında, tek tek atomları hesaplama yetisine sahip sistemlerin oluşturulabilmesine imkan tanıyacak şekilde yalıtım ve gruplandırma uzerinde calışıyorlar. Utangac atomları yakalamak ve hesaplama kolesi olarak bicimlendirmek icin harcanan devasa cabaya bakıldığında akla şu soru geliyor: Tum bu caba niye? Evdeki PC bile artık oldukca hızlı hesaplamalar gercekleştiriyor. Orneğin Excel’de yapılacak bir hesaplama icin geleneksel bilgisayarların hızı da tumuyle yeterli oluyor, ancak orneğin 266 bit uzunluğundaki bir anahtara sahip bir code’un şifresinin cozulmesi gerektiğinde, biraz zaman gerekmiyor değil. Cunku bu tip bir anahtar, evrendeki atomların hepsinin birden daha fazla kombinasyon olanaklarını iceriyor. Ve en hızlı dijital super bilgisayar bile, bu code’un şifresini cozmek icin, evrenin şimdiye kadar varolduğu sureden daha uzun bir sureye, yani 14 milyar yıldan fazlasına ihtiyac duyuyor. Buna karşılık, tek tek atomlardan yapılmış bir kuvantum bilgisayarı, cozumu birkac dakika icinde bulabiliyor.
[IMG]http://img518.**************/img518/2623/enhizlibilgisayar2lb3.jpg[/IMG]
Kuvantumların gucu kararsızlığında
Bu tip bir bilgisayarın calışma tarzını betimlemek icin, kuvantum fiziğinin insani tasarım yetisini zorlayan derinliklerine dalınmak zorunda. Tek bir atom gorunuşte terbiyesini bozmuyor: Orneğin uygun bir uyarı ile daha yuksek bir enerji durumuna yukseltilebiliyor. Bu durum 1 olarak, daha duşuk bir durum ise 0 olarak yorumlandığında, geleneksel bilgisayarın en kucuk enformasyon birimi olan bit’in atomar eşdeğeri bulunmuş oluyor. Ama atomlarda iş bu kadar basit değil: Bir bit 1 ya da 0 gibi tanımlanmış bir duruma sahipken, bir atom bir kuvantumbit denilen bir durum uretiyor: Atom durumunu ancak kendisine dışarıdan soru yoneltildiğinde bildiriyor. Bu aralıkta ise zor anlaşılır bir “hem-1 hem de-0-durumu” bulunuyor.

Bu ozellik en iyi, doner bir madeni para ile karşılaştırılabilir. Sikke donerken, surekli olarak “tura onde” ile “yazı onde” arasındaki durumu değiştiriyor. Ancak hesaplama sonucu sorulduğunda (orneğin elle doner sikkeye vurulduğunda), somut bir sonuc saptanıyor: Tura mı, yazı mı? kuvantumbit’lerinin bu kararsızlığının ne derece yuksek bir potansiyel sunduğu, ikinci bir atom birincisiyle bağlantılandırıldığında kendini gosteriyor: Atom ikilisi aynı anda dort duruma sahip oluyor: 0 ve 0, 1 ve 0, 0 ve 1, 1 ve 1. Uc atom sekiz duruma, dort atom 16 duruma ve n sayıda atom buna uygun olarak aynı anda sunulabilen 2 uzeri n duruma sahip oluyor. Boylelikle daha 50 atomdan ibaret bir kuvantum bilgisayarı bile, dunyadaki tum bilgisayarlardan daha fazla hesaplama gucune sahip oluyor. İşin kuramı bu. Pratikte ise, araştırmacılar atomları once yalıtmak, sonra birbirine bağlamak, tek tek uyarmak ve nihayet hesaplamaların sonucunu da sormak problemiyle karşı karşıya. Buradaki son nokta oldukca cetrefilli: Eğer bir kuvantum bilgisayarı tum sonucları aynı anda sunabiliyorsa, doğru cozumun hangisi olduğu nereden anlaşılacak?
__________________