Bilişimin geleceğini görebilmeniz için, kuantum bilişim teknolojisini, bu teknolojiyi farklı kılan özelliklerini ve atom altı parçacıkları nasıl düzenleyebildiğini kısaca açıklamaya çalışacağız.
Tüketicilerin ve iş dünyasının ihtiyaç duyduğu işlem gücü, her geçen gün artıyor. Önünde sonunda, bilgisayarların verileri depolamak için yeni yollar bulması ve gelişmesi gerekecek. 1965 yılında Gordon Moore, Moore Kanunu adını verdiği yaklaşımda, mikro işlemcilerin her iki sene de bir (bu süre daha sonra 18 ay olarak değiştirildi), transistörlerinin sayısını iki katına çıkaracağını öngördü. Bu oranda giderse, 2030 yılında, mikro işlemcilerin üzerindeki devrelerin atomik boyutlarda olması gerekecek. Bu durumda, bir sonraki mantıklı adım, veri depolamak için atom ve molekülleri kullanan kuantum bilgisayarlarına geçmek olacak. Bu kuantum bilgisayarlar, belirli işlemlerdeki hesaplamaları, herhangi bir silikon çip tabanlı bilgisayardan çok daha hızlı yapabiliyor. Peki kuantum bilgisayar nedir ve yakın zamanda kullanımımıza sunulabilecek mi?
Çoğu dijital bilgisayar, 1930’lu yıllarda, Alan Turing’in geliştirdiği mantıkla çalışıyor. Tring, verileri 1’ler ve 0’lar olarak bölmeyi başararak bu adımı attı. Cihaz, bu 1’ler e 0’ları okuyarak makineye nasıl çalışacağını bildiriyor. Günümüz bilgisayarları da benzer bir sistem olan bitleri kullanıyor ki bu bitler sade 0 ya da 1 konumunda bulunabiliyor. Öte yandan kuantum bilgisayarlar, atom altı parçacıkları yani elektron, foton ve iyon gibi farklı hallerde bulunabilen parçacıkları kullanarak avantaj sağlıyor. Bu da demek oluyor ki; kuantum bilgisayarın kullandığı bit yani qubit, 1, 0, hem 1 hem 0 ve arasındaki diğer tüm noktalar olarak karşımıza çıkabiliyor. Turing prensibi ile çalışan bilgisayarlar tek seferde tek bir hesaplama yapabilirken, kuantum bilgisayarlar teoride, aynı anda birçok işlemi yapabiliyor. Ayrıca, kuantum bilgisayarlar Turing bilgisayarlarında çok daha fazla veriyi saklayıp kullanabildiği gibi, bu işi yaparken çok daha az enerji harcıyor.
Günümüz bilgisayarlarının yaptığı her işi yapabilen kuantum bilgisayrlar, modern bilgisayarların başa çıkamadığı görevlerde de başvurabileceğimiz makinalar olarak karşımıza çıkıyor. Çok hızlı bir şekilde çalışabilen kuantum bilgisayarlar, karmaşık matematiksel işlemleri çözmek için biçilmiş kaftan. Bu ilk bakışta kısıtlı ve pek de önemli olmayan bir iş için, bu kadar büyük bir işlem gücü kullanımı gibi dursa da, çevrimiçi bilgilerimizi saklayan çoğu sistemin, bunun için çözmesi zor, karmaşık matematik problemleri kullandığı düşünüldüğünde mantıklı hale geliyor. Yani kuantum bilgisayarlar potansiyel olarak daha yüksek bir güvenlik sunsa da, aynı zamanda güvenli sistemlerin hacklenmesini de kolaylaştırıyor.
Kuantum bilgisayarlar ayrıca, hızlı bir şekilde kimyasal tepkimeleri de modelleyebiliyor. Şu anda Google mühendisleri, basit bir kuantum cihazı ile hidrojen molekülü simülasyonu oluşturmak için çalışıyor. Benzer bir cihaz kullanan IBM de, daha karmaşık moleküllerin davranışları üzerinde çalışıyor. Bir gün kuantum bilgisayarlar sayesinde araştırmacılar, hızlı bir şekilde yeni moleküller tasarlayarak bunları ilaç sektörü için kullanabilir ya da tamamen yeni bir kimyasal süreç ortaya çıkarabilir.
Halihazırda Google ve IBM gibi firmalar, kuantum alanında liderliği elde etmek için çabalıyor. Bu hangi kuantum bilgisayarlarının geleneksel bilgisayarların yerini alacağını gösterecek. 2017 yılında IBM tarafından 50 qubitlik bir kuantum bilgisayar geliştirilmiş olsa da, sistem kuantum halinde yalnızca 90 mikro saniye kalabildi. Bu süre bir rekor olsa da, pratik olarak kullanılabilecek bir kuantum sistemi için halen katedilecek çok yol var. Bu yılın Şubat ayında Intel firması, silikondan kuantum yongaları üretmenin yolunu bulduklarını açıkladı. Bu adım kuantum bilgisayarların hayatımıza girmesine giden yolda önemli bir adım olarak görülüyor.
Pratik olarak kullanılabilecek kuantum bilgisayarlarına ulaşabilmek adına çalışan bazı küçük girişimler de bulunuyor.
