Kuantum bilgisayar ilk kez bir üniversite kampüsünde

New York’taki Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) kampüsünde kuantum bilgisayar olan ilk üniversite olarak kayıtlara geçti.

Kuantum bilgisayarlar normal bilgisayarların kullandığı 0 veya 1 değerlerinden farklı olarak her ikisini de aynı anda temsil edebilen ‘qubit’ adı verilen birimler kullanır. Bu sayede çok karmaşık hesaplamaları normal bilgisayarlardan çok daha hızlı yapma potansiyeli taşır.

Kuantum bilgisayar klasik bilgisayarın yapamadığı neleri yapar? Süper bilgisayardan farkı nedir? Her üniversitede bir kuantum bilgisayar olmalı mı? Boğaziçi Üniversitesi’nden Prof. Dr. Cem Say sorularımızı cevapladı.

Kuantum bilgisayarlar normal bilgisayarların yapamadığı neleri yapacak?

Bu herkesin merak ettiği ilginç bir araştırma konusu. Ben de öğrencilerimle biraz buna da dokunan konular üstünde çalışıyorum. Basitçe söylemek gerekirse esasen her bilgisayar aynı şeyleri yapabiliyor. Burada önemli olan hız farkı. Bazı spesifik problemler için kuantum bilgisayarların klasik bilgisayarlardan acayip derecede daha hızlı olduğunu, birinin bir milyon yılda yapacağı şeyi diğerinin 10 dakikada filan yaptığını  tahmin ediyoruz.

Eğer yeterince büyük (bellek olarak) bir kuantum bilgisayar geliştirmeyi başarırsak bazı problemler için bunun faydalı olacağını tahmin ediyoruz. Mesela verilen çok uzun bir tam sayıyı bölenlerine ayırarak bazı şifreleme problemlerini çözmesi. Ya da mesela kuantum simülasyonu denen bir şey var. Bir sistemin, mesela kuantum yasalarına göre birbiriyle etkileşime giren bir molekülün tam olarak nasıl davrandığının simüle edilmesi klasik bilgisayarla zor. Ama kuantum bilgisayarın daha kolay yapacağı bir şeye benziyor. Malzeme biliminde yeni malzemeler tasarlarken de faydalı olacağı düşünülüyor eğer o boyutta kuantum bilgisayarı yapabilirsek. Bir de bazı optimizasyon problemlerini daha iyi çözebilir kuantum bilgisayarlar.

Şu anda ne yapabiliyor?

Aslında kuantum bilgisayarların şimdilik açık arayla klasik bilgisayarlardan hızlı problemler çözüyor.

Bir de süper bilgisayarlar var. Kuantum bilgisayarların fark ne?

Süper bilgisayar denen şey klasik bilgisayara göre çok daha büyük (bellek olarak) ama sonuçta o da klasik bilgisayar. Kuantum bilgisayar ise kuantum fiziğinin ilkeleriyle çalışıyor. Kuantum fiziğinde aynı cismin aynı anda birden fazla yerde olabilmesi gibi insanın aklını başından alan bir takım “tuhaf” ilkeler var ya, işte kuantum bilgisayar da bu sistemle çalışıyor. Yani hesaplama sırasında o özellikleri kullanıyor. Klasik bilgisayar telefonunuz, laptop’ınız vs. Süper bilgisayar klasik bilgisayarın süper derecede daha büyük olanı. İkisi de 0 veya 1 prensibiyle çalışıyor. Kuantum bilgisayarlar kuantum fiziğinin ilkelerine göre çalışıyor ama onlar da henüz çok küçük. Daha gidilecek yolumuz var yani.

Bilgisayar şirketi IBM’in Quantum System One olarak adlandırdığı kuantum bilgisayar. IBM dışında Google ve D-Wave de kuantum bilgisayar geliştiriyor. Fotoğraf: RPI, IBM

Üniversitede kuantum bilgisayar olmasının önemi ne?

Üniversitede olursa oradaki hocalar ve öğrenciler çeşitli problemleri o bilgisayara kodlatabilir, çözdürebilir. Akıl akıldan üstündür denir ya bir sürü kullanıcı olursa birinin aklına gelmeyen diğerinin aklına gelir. Hocaların öğrencilerin elinin altında böyle bir şey olması iyidir. Ama her üniversiteye böyle bir bilgisayar lazım gibi bir anlam da çıkarmamak lazım.