Dünyanın En Hızlı Bilgisayarı

Konu: Dünyanın En Hızlı Bilgisayarı Paz Ara. 21, 2008 1:42 am

50 atom bile yeterli oluyor: Donatılmış bir kuvantum bilgisayarı, yeryüzünün tüm bilgisayarlarından daha fazla performans yeteneğine sahip. Atomlarla
çalışan kuvantum bilgisayarlar hemen her alanda devrim yaratacak gibi görünüyorlar.

Tuzak hazır! Şimdi Almanya/Garching’teki Max-Planck Enstitüsü’ndeki (MPQ) araştırmacılar avlarını bekliyor: İki masa tenisi büyüklüğündeki bir masanın üzerinde, birbirleriyle lazer ışınları ağı ile bağlantılı sayısız mercek, akümülatör, dağıtıcı ve döndürücü duruyor. Bu gizemli bir şekilde vızıldayan aygıtın kalbi, iyon tuzağı olarak adlandırılıyor. Profesör Walther ve meslektaşları, lazer fiziği araştırma grubu laboratuarında, tek tek atomları hesaplama yetisine sahip sistemlerin oluşturulabilmesine imkan tanıyacak şekilde yalıtım ve gruplandırma üzerinde çalışıyorlar. Utangaç atomları yakalamak ve hesaplama kölesi olarak biçimlendirmek için harcanan devasa çabaya bakıldığında akla şu soru geliyor: Tüm bu çaba niye? Evdeki PC bile artık oldukça hızlı hesaplamalar gerçekleştiriyor. Örneğin Excel’de yapılacak bir hesaplama için geleneksel bilgisayarların hızı da tümüyle yeterli oluyor, ancak örneğin 266 bit uzunluğundaki bir anahtara sahip bir code’un şifresinin çözülmesi gerektiğinde, biraz zaman gerekmiyor değil. Çünkü bu tip bir anahtar, evrendeki atomların hepsinin birden daha fazla kombinasyon olanaklarını içeriyor. Ve en hızlı dijital süper bilgisayar bile, bu code’un şifresini çözmek için, evrenin şimdiye kadar varolduğu süreden daha uzun bir süreye, yani 14 milyar yıldan fazlasına ihtiyaç duyuyor. Buna karşılık, tek tek atomlardan yapılmış bir kuvantum bilgisayarı, çözümü birkaç dakika içinde bulabiliyor.

Dünyanın En Hızlı Bilgisayarı Enhizlibilgisayar2lb3

Kuvantumların gücü kararsızlığında
Bu tip bir bilgisayarın çalışma tarzını betimlemek için, kuvantum fiziğinin insani tasarım yetisini zorlayan derinliklerine dalınmak zorunda. Tek bir atom görünüşte terbiyesini bozmuyor: Örneğin uygun bir uyarı ile daha yüksek bir enerji durumuna yükseltilebiliyor. Bu durum 1 olarak, daha düşük bir durum ise 0 olarak yorumlandığında, geleneksel bilgisayarın en küçük enformasyon birimi olan bit’in atomar eşdeğeri bulunmuş oluyor. Ama atomlarda iş bu kadar basit değil: Bir bit 1 ya da 0 gibi tanımlanmış bir duruma sahipken, bir atom bir kuvantumbit denilen bir durum üretiyor: Atom durumunu ancak kendisine dışarıdan soru yöneltildiğinde bildiriyor. Bu aralıkta ise zor anlaşılır bir “hem-1 hem de-0-durumu” bulunuyor.

Bu özellik en iyi, döner bir madeni para ile karşılaştırılabilir. Sikke dönerken, sürekli olarak “tura önde” ile “yazı önde” arasındaki durumu değiştiriyor. Ancak hesaplama sonucu sorulduğunda (örneğin elle döner sikkeye vurulduğunda), somut bir sonuç saptanıyor: Tura mı, yazı mı? kuvantumbit’lerinin bu kararsızlığının ne derece yüksek bir potansiyel sunduğu, ikinci bir atom birincisiyle bağlantılandırıldığında kendini gösteriyor: Atom ikilisi aynı anda dört duruma sahip oluyor: 0 ve 0, 1 ve 0, 0 ve 1, 1 ve 1. Üç atom sekiz duruma, dört atom 16 duruma ve n sayıda atom buna uygun olarak aynı anda sunulabilen 2 üzeri n duruma sahip oluyor. Böylelikle daha 50 atomdan ibaret bir kuvantum bilgisayarı bile, dünyadaki tüm bilgisayarlardan daha fazla hesaplama gücüne sahip oluyor. İşin kuramı bu. Pratikte ise, araştırmacılar atomları önce yalıtmak, sonra birbirine bağlamak, tek tek uyarmak ve nihayet hesaplamaların sonucunu da sormak problemiyle karşı karşıya. Buradaki son nokta oldukça çetrefilli: Eğer bir kuvantum bilgisayarı tüm sonuçları aynı anda sunabiliyorsa, doğru çözümün hangisi olduğu nereden anlaşılacak?