Dünyada büyük bir yarış var ‘kuantum üstünlüğü’ne sahip ilk bilgisayarı yapmak için. Bu yarışı Google kazanmış olabilir. Amerika merkezli bu dev teknoloji şirketi dün dünyanın en hızlı süper bilgisayarından milyarlarca kez daha hızlı olduğunu iddia ettiği bir kuantum bilgisayarı yaptığını açıkladı.
Google’ın araştırmacılarının dünyanın en ünlü bilim dergisi Nature’da yayınladığı makaleye göre Google’ın ‘Willow’ (bir ağaç cinsi) adını verdiği yeni kuantum işlemcisinin beş dakikadan kısa sürede yaptığı işlemi geleneksel yöntemle çalışan dünyanın en hızlı süper bilgisayarı ancak 10 septilyon yılda yapabiliyor. Evrenimizin yaşının 13,7 milyar yıl olduğu düşünülecek olursa 10 septilyon yılın ne kadar uzun bir süre olduğu daha kolay anlaşılabilir.
Kuantum bilgisayar fikri ilk olarak Nobel ödüllü fizikçi Richard Feynmann tarafından 1980’lerin başında ortaya atıldı. Başlangıçta tamamen teorik bir şeydi bu, pratiğe dönmesini imkansız görenler çoğunluktaydı.
Feynmann’ın fikri basitçe şuydu: Geleneksek bilgisayar her seferinde bir ‘evet’ veya ‘hayır’ cevabını, yani 0 ve 1’den birini veren transistörlerle çalışıyordu. Oysa kuantum evreninde cevap illa 0 veya 1 olmak zorunda değildi. Kuantum evreninin ‘süper pozisyon’ adı verilen özelliği ve ‘kuantum dolanıklığı’ adı verilen diğer özellik bir şeyin aynı anda hem 0 hem 1 olmasına izin veriyordu. Atomları veya atomaltı parçacıkları bu şekilde manipüle etmek başarılırsa geleneksel transistörün gücü dört kat artabilirdi (Bir birine ‘dolanık’ iki atomun veya parçacığın olası bütün pozisyonları, yani 1-0, 1-1, 0-1, 0-0 aynı anda elde edilebilir).
Bu teorik öneri bir süre sonra bir matematik teorisine dönüştürüldü; günün birinde biri Feynmann’ın önerdiği çipi yaparsa bunun bir bilgisayar matematiği teorisi de vardı artık.
Google’ın Güney California’daki kuantum bilgisayar laboratuvarı
Bu teorinin ortaya çıkması çalışmaları hızlandırdı, bugün o ‘kuantum çipi’ne ‘kubit’ adı veriliyor. Bugün dünyada işleyen çok sayıda kuantum bilgisayar var, ama bunların hızı henüz geleneksel bilgisayarları geçmiş değil. Örneğin daha yakın zamanda Ankara’da ETÜ içinde bir kuantum bilgisayarı hizmete girdi ama bu bilgisayar Google’ın dün açıkladığı seviyenin fersah fersah gerisinde.
Kuantum bilgisayarda tek kübit belki geleneksel transistörün dört katı hızda ama kübit sayısı arttıkça kuantum bilgisayarla transistör arasındaki işlem hızı kapasitesi geometrik olarak artıyor.
Kuantum bilgisayarla ilgili en büyük zorluk bu bilgisayarların kübitlerinin içinde bir ‘yanlış düzeltme mekanizması’ olmamasından kaynaklanıyordu. Geleneksel bilgisayarda bu mekanizma var.
Ancak Google’ın dün açıkladığı bilimsel makale bu sorunun da çözüldüğünü öne sürüyor.
Zaten Google’ın dünkü açıklamasını ‘devrim’ yapan şey de bu. Çünkü Google’ın iki genç araştırmacısı esasen yeni bir matematiksel model buldukları için, bu yanlış düzeltme mekanizmasını çok daha verimli ve kolay hale getirdikleri için Google’ın Willow adlı kuantum işlemcisi bir anda dünyanın gelmiş geçmiş en hızlı bilgisayarı haline gelebildi (Bu haberden tatmin olmayacak meraklı okuyucuya Quanta dergisindeki bu yazıyı öneririz).
‘Kuantum üstünlüğü’ ne demek?
Google dünkü açıklamasıyla dünyada ilk kez ‘kuantum üstünlüğü’ne de ulaştığını ileri sürmüş oldu.
Bu kavram bir kuantum bilgisayarın geleneksel bir bilgisayarın yapamayacağı işleri yapması anlamına geliyor.
Şimdi bilim ve teknoloji dünyası Google araştırmacılarının makalesini didik didik okuyor ve içinde yanlış bulmaya çalışıyor. Eğer makalenin söylediği kanıtlanırsa bilgisayar dünyası geri dönüşü olmayan yeni bir alana geçmiş olacak.
Ne işe yarayacak?
Bu denli hızlı bir bilgisayarın yapabileceği işleri saymakla bitirmek mümkün değil.
En basiti şu: Dünyanın şu an için en güçlü şifreleme algoritmaları bu algoritmaları çözmenin çok uzun zaman alacağı varsayımına dayalı. Oysa kuantum bilgisayar devletlerin veya bankaların algoritmalarını birkaç saniye içinde çözebilecek hıza sahip.
Ama bu denli üstün bir bilgisayarı şifre çözmekte kullanmak onun yeteneklerini ziyan etmek anlamına gelebilir. Bu bilgisayar esas bilimde lazım; özellikle kuantum fiziğiyle ilgili son derece karmaşık hesaplar burada yapılabilir, sağlık bilimlerinde yeni ilaç icadından kaotik biyolojik mekanizmaların çözülmesine kadar pek çok alanda kullanılabilir.