UPLOAD

    Berkay BOZKURT

    İstanbul, Turkey

    1.4K

    Kuantum bilgisayarı nedir ?

    Published: October 03, 2018

    Bugünün bilgisayarlarının 1 ve 0 mantığında çalıştığını biliyoruz. Kuantum bilgisayarlar ise hem 1 ve 0 değerini alabileceği gibi, hem de bazı temel fiziksel prensiplere (Süperpozisyon gibi) dayanarak üçüncü bir olasılığı daha ortaya çıkarabilir. Aynı anda her iki değeri de alabilir demeyi doğru bulmamakla beraber, işin aslını bu yazımızda öğreneceğiz.

    Comments

    Kuantum bilgisayarı nedir ?

    • 1. Kuantum Bilgisayarı Nedir? Kuantum Bilgisayarı Nedir? Nasıl Kullanılır?
    • 2. Kuantum Bilgisayarı Nedir? Kuantum Bilgisayarı Nedir? Bugünün bilgisayarlarının 1 ve 0 mantığında çalıştığını biliyoruz. Kuantum bilgisayarlar ise hem 1 ve 0 değerini alabileceği gibi, hem de bazı temel fiziksel prensiplere (Süperpozisyon gibi) dayanarak üçüncü bir olasılığı daha ortaya çıkarabilir. Aynı anda her iki değeri de alabilir demeyi doğru bulmamakla beraber, işin aslını bu yazımızda öğreneceğiz. Kuantum bilgisayarları daha iyi anlamak için bu yazımızı 5 temel madde altında inceleyelim. 1.Kuantum bilgisayar nedir, nerede kullanılır? 2.Kuantum bilgisayarlarda hangi teknoloji kullanılır? 3.Qubit nedir? 4.Kuantum bilgisayarlarla hack işlemleri ne hale gelebilir? 5.Sonuç
    • 3. Kuantum Bilgisayarı Nedir, Nerelerde kullanılır? Kuantum Bilgisayarı Nedir, Nerelerde kullanılır? Kuantum bilgisayar, en kısa tanımıyla yaptığı işlemler için kuantum teorisinden yararlanan bilgisayardır. Kuantum teorisinin getirdiği farklılıkları diğer maddelerde açıklayacağım üzere, kuantum bilgisayarlar normal bilgisayarlardan büyük oranda farklıdır. Örneğin şu anki bilgisayarların grafik işlem yapamayacağı söyleniyor. Bu sebeple şu an için evimize girmeleri mümkün gözükmüyor. Kullanım alanları ise direkt hesaplama üzerine. Google, DWave (Temel görseldeki) ve IBM gibi firmaların ürettiği bu bilgisayarlar, sadece hesap mantığı üzerine evdeki bilgisayarınızdan 100 milyon kata kadar daha hızlı olabilir. Kendi fikrime göre, eğer bu aritmetik güç, grafiksel lojik mantıkla bağdaştırılabilirse, bilgisayarın gücüne ve yazılımın uygunluğuna bağlı olarak örneğin bir araç tasarımının dosyası yüklendiğinde 0’dan 100’e saniyeler, hatta qubit miktarına bağlı olarak (Açıklanacak) saliseler içinde tüm aracı baştan aşağı tasarlayabilir. Sadece insan eliyle bilgisayar üzerinden yapıldığında bu tasarım en hızlı halde bile 7 saat sürebilmektedir. (Örneğin lüks Audi araçları) Tek gerek şart, bilgisayara ne yapması gerektiğini söyleyen bir yazılım.
    • 4. Nasıl Çalışır? Nasıl Çalışır? Verileri kuantum mekaniğine göre işleyen ve ileten bilgisayarlara kuantum bilgisayarı adı verilir. Kuantum hesaplamalarını bilgisayarda kullanma fikri 80’li yılların sonunda Yuri Manin ve Richard Feynman tarafından birbirinden bağımsız şekilde ortaya atıldı. O zamandan beri bir kuantum bilgisayarı oluşturmak için muazzam çalışmalar yapıldı. Lakin yapılan bir sürü büyük araştırmaya rağmen günümüzde kuantum bilgisayarı hala varsayımsal bir cihaz ve gelişimi kuantum teorisinin gelişimi ile doğru orantılı. Günümüze kadar çok karmaşık olmayan algoritmalalarla deneyler oluşturulmuştur. Şimdi biraz kuantum bilgisayarı nedir açıklamaya çalışalım. Bir kuantum bilgisayar ile normal bir bilgisayarı ayıran en önemli fark bilgi depolama şeklidir. Transistörler ve silikon yongalar kullanan klasik bilgisayarlarda, bilgiyi işlemek için ikili kod kullanılır. Bitin iki temel durumu olduğunu biliyoruz – sıfır ve bir. Bir bit sadece bu durumlardan birinde olabilir. Bir kuantum bilgisayar gelince, olay süperpozisyon ilkesine dayanır ve bit yerine kubit olarak adlandırılan kuantum bitleri kullanılır.
    • 5. Nasıl Çalışır? Nasıl Çalışır? Kubit’in normal bitler gibi iki temel durumu vardır: sıfır ve bir. Bununla birlikte, süperpozisyon nedeniyle kubit bunları birleştirerek elde edilen değerleri alabilir ve aynı anda bütün bu hallerde olabilir. Bu, kuantum hesaplamalarındaki paralellikten kaynaklanır yani sistemin tüm durumlarını değiştirmeye ihtiyacı yoktur. Buna ek olarak, sistemin tam durumunu tanımlamak için bir kuantum bilgisayarının büyük bilgisayar gücüne ve RAM’e ihtiyacı yoktur çünkü 100 parçacık sistemini hesaplamak için trilyon trilyon bit yerine 100 kubit yeterlidir. Aynı zamanda, bir kuantum bilgisayarda belirli bir kubitin durumunun değiştirilmesinin diğer parçacıkların durumunda bir değişime yol açtığını da belirtmek gerekir ki bu da kuantum bilgisayarını sıradan bir bilgisayardan ayıran bir özelliktir.
    • 6. Kuantum Bilgisayarın Çalışma Prensibi Kuantum Bilgisayarın Çalışma Prensibi Kuantum bilgisayarın çalışma prensibi, 1995’de İngiliz teorik fizikçi David Deutsch tarafından önerildi; David Deutsch, kuantum düzeyinde herhangi bir hesaplama yapabilen bir zincir oluşturdu. Oluşturduğu şemaya göre önce bir kubit topluluğu alınır ve ilk parametreler kaydedilir. Ardından gerekli dönüşümler mantıksal işlemler kullanılarak gerçekleştirilir ve bilgisayar çıktısının sonucu olan değerler yazılır. Kubitler iletim görevinde yer alırlar, mantıksal bloklar ise dönüşümleri gerçekleştirirler. Bilim adamlarına göre, kuantum bilgisayarlar mevcut bilgisayarlardan milyonlarca kat daha güçlü olacak. Şu an için, bir kuantum bilgisayarın çalışması için en temel algoritmalar tanımlanmış ve hatta özel programlama dilleri geliştirilmektedir. Cisco Systems araştırmacılarının tahminlerine göre, tam teşekküllü çalışan bir kuantum bilgisayar, önümüzdeki on yılın ortalarında karşımıza çıkacak. Bu alandaki lider ülke ise Japonya. Araştırmaların tamamının% 70’inden fazlası bu ülkede yapılmakta.
    • 7. Kuantum Bilgisayarlarında Hangi Teknoloji Kullanılır? Kuantum Bilgisayarlarında Hangi Teknoloji Kullanılır? Buradan kastım hangi yarı iletken teknolojinin kullanıldığı. Beklenildiğinin aksine farklı bir yarı iletken madde kullanılmıyor, silikon ile üretilen transistörler kullanılıyor. Tam teknolojiye verilen ad ise “Quantum CMOS” Bu bilgisayarların eve girmesini zorlaştıracak bir diğer etken ise inanılmaz derecede düşük sıcaklıklarda çalışması, öyle ki mümkün mertebede mutlak sıfıra yakın tutulmaya çalışılıyor. Biraz daha detaya inelim. CMOS’ta kanal (Gate) üç açıdan çevrilir, doğru açılardan da iki köşe oluşturarak elde edilir. (Bir dikdörtgen düşünün, yatay düzlem üzerinde, ortası içe çökmüş vaziyette) Bu köşelerdeki elektrik alanı diğer noktalardan daha güçlüdür ve bu köşeler bu sıcaklıkta elektrostatik kuantum tuzakları olarak iş görebiliyor. Elektronlar bu aralıkta gider ve gelir (1-0), aynı zamanda bu aralıkta sıkıştırılabilir ve işte diğer durum için olasılıkları doğurur. Gelin sizlerle birlikte Qubit kavramını inceleyelim ve daha iyi anlayalım.
    • 8. Qubit Nedir Qubit Nedir Yukarıdaki görselde görüldüğü üzere normal bir bilgisayar iki duruma sahiptir. Quantum bilgisayarda ise şeklin matematiksel olarak açıklamasını yaparsak işleyişi daha iyi anlarız. Burada x,y ve z düzlemlerimiz olsun, küresel koordinatları da işin içine katalım. Bu kürede üstte ve altta iki bit olsun. Temel bir teta açımız var ise (Bu teta açısı kürenin tam ortasından dik olarak kesiti alındığında oluşan çemberde hareketi temsil etsin), bu açının değişimine göre her yatay kesitteki çemberden geçildiğinde bir değer alınabilir veya iki değer de alınabilir. (Her iki bit de ortalandığında) Şimdi bu kürelerden yan yana dizildiğini düşünelim.
    • 9. Qubit Nedir? Qubit Nedir? 2 değer alınması mantığına göre her bir küre yan yana eklendiğinde bu değer üs şeklinde artar. İşte kuantum bilgisayarların temel çalışma mantığı da budur. Çok karışık olmuş olabilir, lakin “Her iki değer de alınır” denmesi doğru olmaz, aslı budur. 300 qubit’lik bir bilgisayarda evrendeki atom sayısı kadar olasılığı tek seferde işleyebilirsiniz, ki bu şimdilik mümkün gözükmüyor. Böyle bir teknolojinin var olduğunu hayal edersek, sanırsam insan oğlu Her Şeyin Teorisini ortaya atabilir.
    • 10. Kuantum Bilgisayarlarla Hack İşlemleri Nasıl Bir Hale Getirebilir? Kuantum Bilgisayarlarla Hack İşlemleri Nasıl Bir Hale Getirebilir? 2 değer alınması mantığına göre her bir küre yan yana eklendiğinde bu değer üs şeklinde artar. İşte kuantum bilgisayarların temel çalışma mantığı da budur. Çok karışık olmuş olabilir, lakin “Her iki değer de alınır” denmesi doğru olmaz, aslı budur. 300 qubit’lik bir bilgisayarda evrendeki atom sayısı kadar olasılığı tek seferde işleyebilirsiniz, ki bu şimdilik mümkün gözükmüyor. Böyle bir teknolojinin var olduğunu hayal edersek, sanırsam insanoğlu Her Şeyin Teorisini ortaya atabilir.
    • 11. Kuantum Bilgisayarının Özellikleri Kuantum Bilgisayarının Özellikleri Klasik bilgisayarlar bitlerden oluşan hafıza yapısına sahiptir. Her bit 1 veya 0 değerini alabilir. Kuantum bilgisayarları ise kübit (qubit)lerden oluşan seriler içerir. Tek bir qubit 1, 0 veya bu ikisi arasındaki (kuantum çakışması) bir değeri alabilir. Bir kübit (qubit) çifti 4 kuantum çakışması durumunun herhangi birinde, üç kübit (qubit) ise 8 kuantum çakışması durumunun herhangi birinde olabilir. Genel olarak {\displaystyle n} kübit sahibi bir kuantum bilgisayarı aynı anda {\displaystyle 2^{n}} çakışmanın herhangi birinde olabilir. (Normal bilgisayarlar {\displaystyle 2^{n}} durumun sadece birinde olurken, bir kuantum bilgisayarı bu durumların hepsinde ya da bir kısmında bulunabilir.) Kuantum bilgisayarları kübitleri (qubit) belirli kuantum mantık kapıları ile düzenleyebilir. Uygulanan bu kapı serilerine kuantum algoritması adı verilir. Kuantum bilgisayarının olası farkı hakkında; alışıla gelmiş klasik transistörlü elektriksel devre akımı ile işlem yapma esnasında çeşitli veri gecikme süreçleri olduğu için, bu bekleme süreci transistör sayısı artıkça ilk elektriksel yapı bir noktadan sonra tekrar yenilenmesi gerekir. Bu yüzden işlem süreci haliyle uzamaktadır. Fiber optik bağlantılardaki gibi, kuantum bilgisayarlarının tüm işlemi ışık hızı sınırında tamamlayabilmesi olasıdır.
    • 12. KAYNAKLAR: KAYNAKLAR: https://www.muhendisbeyinler.net/kuantum-bilgisayari-nedir-nasil-calisir/ https://www.muhendisbeyinler.net/kuantum-bilgisayari-nedir-nerelerde-kullanilir/ https://www.wikizero.pro/index.php?q=aHR0cHM6Ly90ci53aWtpcGVkaWEub3JnL3dpa2kvS3VhbnR1bV9iaWxnaXNheWFyJUM0JUIx https://www.muhendisbeyinler.net/wp-content/uploads/2017/07/qubit-nedir.jpg https://www.muhendisbeyinler.net/wp-content/uploads/2017/07/kuantum-bilgisayari.jpg https://www.muhendisbeyinler.net/wp-content/uploads/2017/07/kuantum-bilgisayarlarda-hangi-teknoloji-kullanilir.jpg