Açıklandı: Kuantum üstünlüğü nedir?
Kuantum üstünlüğü, bilgi işlemde uzun süredir aranan bir dönüm noktasıdır ve şimdi Google, buna ulaştığını duyurdu. Konseptin arkasındaki bilime ve gerçekte neyin başarıldığına ve geriye ne kadar kaldığına bir bakış.
Google'ın Kaliforniya, ABD'deki Santa Barbara laboratuvarındaki Kuantum Bilgisayarının bir bileşeni. (Reuters aracılığıyla fotoğraf) Bu hafta Google, adı verilen bir atılım gerçekleştirdiğini duyurdu. kuantum üstünlüğü bilgi işlemde. Bu ne anlama geliyor ve neden önemli?
Peki, kuantum üstünlüğü nedir?
2012 yılında California Institute of Technology'de teorik fizik profesörü olan John Preskill tarafından önerilen bir terimdir. Klasik bilgisayarların yapamadığı şeyleri kuantum bilgisayarların yapabileceği noktayı anlatıyor. Google'ın durumunda, California Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, Santa Barbara, klasik bir bilgisayarın 10.000 yılını alacak bir hesaplamayı yapmak için 200 saniye süren bir işlemci geliştirdiklerini iddia ettiler.
Ama kuantum bilgisayar nedir?
Geleneksel bilgisayarlarımız, özellikle elektrik akışını kullanarak klasik fizik yasaları temelinde çalışır. Kuantum bilgisayar ise atomların ve atom altı parçacıkların davranışlarını yöneten yasalardan yararlanmaya çalışır. Bu küçücük ölçekte, klasik fiziğin birçok yasası geçerliliğini yitirir ve kuantum fiziğinin benzersiz yasaları devreye girer.
Böyle bir bilgisayar geliştirmek, yaklaşık kırk yıldır bilim adamlarının hedefi olmuştur. 1981'de fizikçi Richard Feynman şöyle yazmıştı: Bir fiziğin bilgisayar simülasyonu bulmaya çalışmak bana takip edilmesi gereken mükemmel bir program gibi görünüyor… Doğa klasik değil… ve bir Doğa simülasyonu yapmak istiyorsanız, daha iyi olur. onu kuantum mekaniği yapın ve bu harika bir problem çünkü o kadar kolay görünmüyor.
Böyle bir simülasyon ne fark eder ki?
İşlem hızı ile ilgilidir. Klasik bir bilgisayarın bilgiyi nasıl işlediğine bakalım. Bilgi bitleri 0 veya 1 olarak depolanır. Bu tür rakamların (bit dizileri) her dizisi benzersiz bir karakteri veya talimatı temsil eder; örneğin, 01100001 küçük a harfini temsil eder.
Kuantum bilgisayarda bilgi, kuantum bitlerinde veya kübitlerde saklanır. Ve bir kübit aynı anda hem 0 hem de 1 olabilir. Kuantum fiziği, fizikçilerin bile tuhaf olarak tanımladığı kavramları içerir. Bir nesnenin aynı anda bir yerde bulunabileceği klasik fiziğin aksine, kuantum fiziği bir nesnenin farklı noktalarda olma olasılıklarına bakar. Birden fazla durumdaki varlığa süperpozisyon, bu durumlar arasındaki ilişkilere ise dolanıklık denir.
Kübit sayısı arttıkça, içlerinde depolanan bilgi miktarı da artar. Aynı sayıda bitte depolanan bilgilerle karşılaştırıldığında, kübitlerdeki bilgiler katlanarak artar. Kuantum bilgisayarı bu kadar güçlü yapan da budur. Yine de Caltech'ten Preskill'in 2012'de yazdığı gibi, kuantum sistemlerini doğru bir şekilde kontrol etmenin zorluğu nedeniyle güvenilir kuantum donanımı inşa etmek zordur.
Sundar Pichai, Kaliforniya, ABD'deki Santa Barbara laboratuvarında Google'ın Kuantum Bilgisayarlarından biriyle. (Reuters aracılığıyla fotoğraf) Google'ın başardığı şey bu mu?
Araştırmacılar, bir kuantum bilgisayarın neler yapabileceğini gösterdi. Google'ın kuantum bilgisayarı Sycamore ile 54 kübitlik bir mimari oluşturdular. Bunlardan biri çalışmazken, diğer 53 kübit süperpozisyon durumuna karıştı.
Ekip, yaklaşık 1000 operasyondan oluşan rastgele bir dizi oluşturdu. Daha sonra bu rastgele algoritmayı her çalıştırdıklarında, kuantum bilgisayar bir bit dizisi üretecekti.
Şimdi, bazı bit dizilerinin meydana gelme olasılığı diğerlerinden daha fazladır ve hangilerinin daha olası olduğunu belirlemek mümkündür. Bununla birlikte, rastgele kuantum devresi ne kadar karmaşıksa, klasik bir bilgisayarın olası bit dizilerini tanımlaması o kadar zordu ve zorluk katlanarak arttı. Google bir e-postada, kuantum işlemcinin süper karmaşık rastgele bir algoritmayı hesaplamasının sadece 200 saniye sürdüğünü, en hızlı süper bilgisayarın ise 10.000 yıl süreceğini gösterdikleri zaman üstünlük elde edildi.
Ayrıca okuyun | Bilgisayarda kuantum üstünlüğü: Test yapıldı, gerçek dünya kullanımı çok uzakta
Peki, bu ne işe yarar?
Pratik uygulamalar söz konusu olduğunda hiçbiri. Gerçekleştirilen görev bu dönüm noktası için çok önemli değil; Google'dan gelen e-posta, bunun daha çok kilometre taşının ilk etapta gerçekleştiği gerçeğiyle ilgili olduğunu söyledi. Bir benzetme olarak Wright kardeşlere atıfta bulundu: Havacılığın mümkün olduğunu göstermeleri için, uçağın nereye gittiği, nereden kalktığı ve indiği çok önemli değildi, ama uçabiliyordu.
Herkes ikna oldu mu?
IBM, Google'ın kuantum hesaplamasının geleneksel bir bilgisayar tarafından yapılamayacağı iddiasına itiraz etti. IBM, bir blog gönderisinde, Google araştırmacıları tarafından açıklanan hesaplamanın mevcut bir bilgisayar tarafından 10.000 yıl değil, iki buçuk günden daha kısa bir sürede gerçekleştirilebileceğini iddia etti.
Bu arada, IBM'in kendisi Perşembe günü bir kuantum hesaplama atılımı talep etti. IBM, web sitesinde, araştırmacılarının, kuantum hesaplama için çok yönlü yeni bir yapı taşı göstererek, bireysel atomların kuantum davranışını kontrol etmede bir atılım yaptığını söyledi. Makale Science dergisinde yayınlandı. Google'ın araştırması Nature'da görünüyor.
Açıklamayı Kaçırmayın | Dushyant Chautala: Yaşını aşan bu 31 yaşındaki 'budda' herkesle bağlantı kuruyor
Sıradaki ne?
Bilim adamları, hataları tespit etmek ve düzeltmek de dahil olmak üzere çalışmalarını geliştirmek istiyorlar. California Üniversitesi, Santa Barbara, araştırmanın şimdiden rasgele sayılar üretmek için çok gerçek bir araç elde ettiğini kaydetti. Rastgele sayılar, hükümetler için potansiyel olarak zorlu bir konu olabilecek şifre çözme için şifrelenmiş anahtarların korunması da dahil olmak üzere çeşitli alanlarda faydalı olabilir.
Kuantum bilgisayarlar bir gün bilim araştırmalarında ve teknolojide büyük ilerlemelerle sonuçlanabilir. Kazanılacak alanlar arasında yapay zeka ve yeni ilaç tedavileri yer alıyor. Ancak tüm bunlar çok uzakta.
Arkadaşlarınla Paylaş:
