Geleceğin işlemcilerinin temelinde yatacak olan kuantum teknolojisi ve kuantum hesaplama nedir? Bu yazıda bilmeniz gereken her şeye değiniyoruz.
Bilgisayar dünyasında yıllar boyunca bir konu üzerine hep tartışmalar, olaylar, beyin fırtınaları döndü: Kuantum hesaplama mümkün mü, değil mi? Mümkünse nasıl çalışacak, ne için kullanılacak?
Bu sene, ilk transistör bazlı işlemci olan Intel 4004’ün çıkışının 50. yıl dönümü. Moore yasası ve Dennard’ın ölçeklendirme fikriyle bugüne kadar gelen bilgisayarlarımız artık geçmiş yıllardaki gibi hızlı gelişim gösteremez hale geldi. Her ne kadar cep telefonlarımız bile eskinin süper bilgisayarlarına kıyasla çok daha güçlü işlemcilere sahip olsa da bilgisayar dünyası için artık geleneksel işlemciler yetersiz kalmaya başladı. Çözüm ise kuantum bilgisayarlar.
Geleneksel Bilgisayar Teknolojisinin Sonu Mu Geldi?
Halihazırdaki gelişmişlik düzeyine gelene kadar geçtiğimiz on yıllarda, en parlak mühendisler birtakım hesaplamalar yaptılar. Transistörler geliştirdiler, elektronlara kadar inip derin bilimsel ve fiziksel araştırmalarla uğraştılar. En sonunda algoritmalar, derleyiciler, mikro işlemciler, mantık kapıları ve bunların da temelinde çalışması için 0’lar ve 1’lerden oluşan bir ekosistem geliştirdiler.
Bugün günümüz bilgi sistemlerinde her şey 0 ve 1’lerden oluşan mantık ilkesine dayanıyor. İzlediğiniz film, yazdığınız yazı, oynadığınız oyun ve dahası. Peki ya bilgisayar dünyası artık son raddeye mi geldi, daha ilerisi yok mu halihazırdaki teknolojilerin?
Şüphesiz ki var. IBM, Google, Intel, Microsoft ve diğer birçok teknoloji devi sadece bu iş için kurmuş olduğu laboratuvarlara milyarlarca dolar yatırım yaparak özel kuantum bilgi işlemciler geliştirmeye çalışıyor. Devletler de çağı yakalayabilmek için sürekli yatırımlar yapıyor, zira bilgisayarların geleceği bu.
Her yeni prototiple beraber biraz daha geliştirilen bu makinelerdeki kuantum bitlerinin yani kübitlerin sayısı da gitgide artıyor. Başarıya ulaşıldığı takdirde günümüz sistemlerinin yıllar boyu yapamayacağı inanılmaz işleri yapan kuantum bilgisayarlara sahip olmamız an meselesi gibi gözüküyor. Peki buna ne kadar yakınız?
Maalesef ki kuantum hesaplamanın önünde kat edilmesi gereken çok yol var. Şu ana kadar geliştirilebilen kuantum makineleri günümüz bilgisayarlarının transistör öncesi vakum tüplü zamanına denk yeterlilikteler.
Araştırmacılara göre kuantum fiziği kullanılarak geliştirilen bu işlemciler NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) adı verilen bir dönemde günümüz bilgisayarlarına kıyasla hesaplama üstünlüğüne sahip olacaklar. Geliştirme sürecinde bu yapının hatalara oldukça açık tasarlandığı da kuantum bilgisayarlar hakkında yazılar okumayı sevenler tarafından bilinen bir şey.
Kuantum İşlemciler Geleneksel İşlemcilerin Yerine Geçmeyecek!
Sanılanın aksine kuantum bilgisayarlar günümüz sistemlerinin yerini tamamen almayacak. Daha çok ek bir hızlandırıcı gibi, yardımcı bileşen olarak kullanılacak. Örneğin ekran kartlarının normal CPU’lara kıyasla işlenmesi zor görüntüleri kolayca çizmesi gibi. Bu amaçla geliştirilmesi planlanan kuantum hızlandırıcılı işlemcilere ise QPU yani “Kuantum İşlem Birimi” deniliyor. QPU birimleri de normal CPU’lar tarafından ayrı bir donanım gibi kontrol ediliyor. Yani işlemciler ve kuantum işlemciler birlikte çalışacak.
Bilgisayarlarda kullanılması planlanan kuantum çalışma yapısı klasik olarak verinin ön veya son işlemden geçirilmesine yarayacak, o kadar. Tamamen saf bir biçimde kuantum işlemcilerin kullanılması en azından şimdilik pek mümkün gözükmüyor.
Bu süreçte yapılmak istenen ise elektronların bilinen özelliklerini kullanmak yerine kuantum fiziğinin nimetlerinden çok hızlı hesaplamalar yapabilmek için faydalanmak. Günümüz bilimsel araştırmalarında kullanılan süper bilgisayarlar bile artık bir noktada yetersiz hale geldiğinden, kuantum bilgisayarlar başarılı olursa birçok başka bilimsel araştırmanın ve buluşun kapısının açılacağını söyleyebiliriz.
Aslında kuantumun ne olduğu ve mümkün olup olmadığı sadece günümüzde değil, yüzyıllar önce geçmişte de bilim adamlarında tartışılıyordu. Niels Bohr, Einstein ve daha nice fizikçi bunun üstünde kafa yorup münazaralarda birbirlerine açıklamalar yapıyorlardı. Gelin biraz geçmişe gidelim ve kuantumun yaygınlaşması ve zorluklar hakkında ortaya atılan teorileri irdelemeye başlayalım.
Kuantum Bilgisayar Nedir?
Kuantum bilgisayarlar, verileri depolamak ve hesaplamalar yapmak için kuantum fiziğinin özelliklerini kullanan makinelerdir. Bu, en iyi süper bilgisayarlarımızdan bile çok daha iyi performans gösterebilecekleri belirli görevler için son derece avantajlı olabilir.
Akıllı telefonları ve dizüstü bilgisayarları kapsayan klasik bilgisayarlar, bilgileri 0’lar veya 1’ler olabilen ikili “bitler” olarak kodlar. Kuantum bilgisayarda ise belleğin temel birimi bir kuantum biti veya kübittir.
Kübitler, bir elektronun dönüşü veya bir fotonun yönü gibi fiziksel sistemler kullanılarak yapılır. Bu sistemler, aynı anda birçok farklı düzenlemede olabilir; bu, kuantum süperpozisyonu olarak bilinen bir özelliktir. Kübitler ayrıca kuantum dolaşıklık adı verilen bir fenomen kullanılarak ayrılmaz bir şekilde birbirine bağlanabilir. Sonuç olarak, bir dizi kübit aynı anda farklı şeyleri temsil edebilir.
Örneğin, klasik bir bilgisayarın 0 ile 255 arasındaki herhangi bir sayıyı temsil etmesi için sekiz bit yeterlidir. Ancak bir kuantum bilgisayarının aynı anda 0 ile 255 arasındaki her sayıyı temsil etmesi için sekiz kübit yeterlidir. Birkaç yüz dolaşık kübit, evrendeki atomlardan daha fazla sayıyı temsil etmek için yeterli olacaktır.
Kuantum bilgisayarların klasik olanlardan üstün olduğu yer burasıdır. Çok sayıda olası kombinasyonun olduğu durumlarda, kuantum bilgisayarlar bunları aynı anda değerlendirebilir. Örnekler, çok büyük bir sayının asal çarpanlarını veya iki yer arasındaki en iyi yolu bulmaya çalışmayı içerir.
Bununla birlikte, klasik bilgisayarların hala kuantum bilgisayarlardan daha iyi performans göstereceği birçok durum olabilir. Dolayısıyla geleceğin bilgisayarları bu iki türün bir kombinasyonu olacak.
Şimdilik kuantum bilgisayarlar oldukça hassas: ısı, elektromanyetik alanlar ve hava molekülleriyle çarpışmalar bir kübitin kuantum özelliklerini kaybetmesine neden olabiliyor. Kuantum decoherence olarak bilinen bu süreç, sistemin çökmesine neden oluyor ve ne kadar çok parçacık varsa olay o kadar hızlı gerçekleşiyor.
Kuantumun Geçmişine Ufak Bir Yolculuk
Belçika’nın Brüksel kentinde 1927 yılında şehirde oldukça farklı bir hava hakimdi. Solvay Konferansı adı verilen bir toplantıda o dönemin en iyi fizikçileri bir araya gelmiş, hep beraber hararetle farklı bir konuyu tartışmaya başlamışlardı. Bu konferansa katılan 27 fizikçinin 17’si Nobel ödülü kazanmıştı.
Konferans genel itibariyle iki büyük insanın attığı fikirler hakkında yapılan bilimsel tartışmalar üzerinde dönüyordu: Niels Bohr’un kuantum teorisi ve Albert Einstein’ın onu çürütmek için söyledikleri.
Yaklaşık 1 hafta süren bu konferans boyunca Einstein oldukça kararlıydı, kuantumun kusurları hakkında yapmış olduğu araştırmalarla Bohr’u zora sokmayı planlıyordu. Bohr ve onun fikrini destekleyen diğer bilim insanları ise akla gelebilecek her türlü zorluğu hesaba katarak Einstein’ın söylediklerini çürütmeye çalışacaklardı. Fizikçiler bu büyük münazarayı kazanabilmek için her ihtimali hesaplıyor, üzerinde çalışmalar yapıyorlardı. Bohr bir keresinde Einstein’ı çürütmek için onun geliştirmiş olduğu Görelilik Kuramı’nı bile karşı argüman olarak kullanmıştı.
Konferansın neticesinde ise Bohr ve onu destekleyen fizikçiler Einstein tarafından ortaya atılan bütün iddialara yanıt vermiş ve münazarayı kazanmış sayılıyordu.
EPR Paradoksu
Einstein halen kuantum teorisinde bazı hataların olduğunu düşünüyor, bunu ispatlamak için canla başla çabalıyordu. Takvimler 1933 yılını gösterdiğinde Princeton’a yerleşen bilim insanı, kuantumun potansiyel kusurlarını bulabilmek amacıyla Boris Podolsky ve Nathan Rosen ile çalışmaya başladı. Beraber yaptıkları uzun süreli çalışmalar neticesinde kuantum fiziğinde bir bilinmezlik ortaya çıkardılar. EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) paradoksu adı verilen bu kuramda, parçacıklar arasında imkansız denilebilecek cinsten bir bağlantı keşfedildi. Birkaç parçacığın gerçek dünyada eşleşen davranışlar sergileyebileceğini buldular.
EPR paradoksunu örnekleyecek olursak, her biri birer metre aralıkla ayrı ayrı kapların altında bulunan iki parçacık düşünün. Matematiksel olarak bu kapların birinin altında bulunan parçacığın bulunup, bakılması diğer kabın da altındaki parçacığın eşleşen yapılara sahip olduğunu ortaya çıkaracaktı. Einsten buna kendi değimiyle “uzaklıkta ürkütücü eylem” diyecekti. EPR paradoksu Einstein’in en çok araştırılan çalışmalarından biriydi ve birçok fizikçi bu paradoksu çözüp bilimezlikten kurtarmak için çalışmıştı. Acaba Eintesin’ın iddiası mı doğruydu yoksa Bohr’un teorisi mi?
Kuantum mekaniğindeki bu devasa çarpıklığa rağmen günümüzde teorinin başarılı olduğunu görüyoruz. 1940 yılında lazerlerin keşfi ve paralel eksende günümüz işlemcilerin temelinde yatan transistörlerin geliştirilmesi kuantum teorisinin kafadan “doğru” olduğu varsayılarak gerçekleştirildi. 1960 yıllarına kadar bu karışıklığa gerçekten bir cevap bulunamamıştı.
Kuantum Dolanıklığı
Niels Bohr’un dillendirip desteklemesiyle fizik dünyasını karıştırdığı kuantum mekaniği, Einstein’ın EPR fikri ile ortaya koyduğu zorluklar yıllar boyu bilim insanlarının kafasında soru işareti olarak kalmya devam etti.
Nihayet Kuzey İrlandalı fizikçi John Bell, EPR paradoksu hakkında araştırma yapmaya başladı. Zaten CERN’de günlük olarak yaptığı iş sürekli parçacık fiziğiyle aktif olarak uğraşmaktı. 1964 yılında Bell, Einstein’ın ve Bohr’un söylediklerinin aslında farklı şeyler olduğunu kanıtladığı “On the Einstein-Podolsky-Rosen Paradox” isimli yazısını yayınladı. O yıllara kıyasla bakıldığında fizik bilimi için oldukça inanılmaz bir makaleydi denilebilir. Fakat oldukça az dergide yayınlandı ve diğer fizikçilerle konusu bile açılmadı.
1972 yılında tesadüfen bir başka fizikçi John Clauser makaleyi okudu ve fazlasıyla etkilendi. Bunu destekleyecek deneysel kanıtlar oluşturmayı planladı ve üstünde çalışmaya başladı. Berkeley’de bilim insanı olan Stuart Freedman ile beraber çalışarak bir lazer ışığını kuantum teorisine göre dolaşması gereken çift fotonlu kalsiyum atomuna yönelttiler. Fotonları ise filtrenin arkasında bulunan bir dedektör yardımıyla ölçüp fotonların filtreden geçip geçmediğini ve birbiriyle alakalı olup olmadığına baktılar. Garip bir şekilde fotonlar arasındaki bağlantı deneysel sonuçlarla eşleşiyordu. Bohr’un fikrinin haklı olduğu böylece anlaşılmıştı.
Önyargıdan veya o dönemdeki atmosferden olsa gerek bilim dünyasında pek çok kişi bu deneye itibar etmedi. Bazı fizikçiler filtrelerin rastgele olduğu takdirde deney sırasındaki ölçümleri etkileyebileceğini düşündü, taa ki 2017 yılına kadar. “Cosmic Bell Test” adı verilen bir test yapıldı. Viyana Üniversitesi fizikçileri 1974’teki deneye benzer şekilde bir yapı tasarladılar. Bu yapıda ise filtreleri kontrol etmek amacıyla 8 milyar yıl kadar eski iki kuasarın (galaksideki en uzak köşelerde en yüksek enerjiyle parlayan yıldız) ışığı kullanıldı. Sonuç yine aynı oldu. Uzaktaki parçacıkların aslında birbirine dolanmış olduğu görüldü.
Günümüzde kuantum bilgisayarların gelişiminin altında yatan şey bu aslında. Halihazırda kullanmış olduğumuz bilgi işlem teknolojilerinde bilgilerin kodlanması bitlerle gerçekleştiriliyor. İşlemcide hesaplanan her şey birer bit’ten ibaret. Kuantum bilgisayarlarla geliştirilen yapılar ise (kuantum biti veya kübit olarak adlandırılır) birbiriyle iç içe bulunuyor, bir kübitin değiştirilmesi sistemdeki kübit yapısının tamamen değişmesine neden oluyor.
Kuantum bilgisayarlar geliştirirken bu karmaşık yapıya dikkat edilmesi, bilginin depolanabilmesi ve değişime uğrayan bilginin anlamlandırılabilmesi bakımından oldukça önem arz ediyor.
Kuantum Süperpozisyon Paradoksu
Kuantum dolanıklığı dediğimiz olay kuantum bilgisayarları günümüz bilgisayarlarından farklı kılan temel denklemin çarklarından sadece biri. Dikkate alınması gereken bir başka paradoks ise “Kuantum Süperpozisyonu” adı verilen durum.
Kuantumun bu durumu, bir kuantum parçacığının ölçüme kadar aynı zaman içerisinde birden fazla üst üste binmiş durumda var olabileceğini söylüyor. Süperpozisyon paradoksunu Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger’in kutudaki kedi deneyinden bahsederek anlatabiliriz.
Schrödinger’in teorisine göre, bir kediyi ve o kediyi öldürebilecek cinsten radyoaktif maddeyi bir kutuya koyup mühürlerseniz kutuyu açana kadar kedinin ölüp ölmediğini bilemezsiniz. Mantıken bakıldığında kutuyu açıp neticeyi görene kadar kedi aynı anda hem ölü hem de canlı denilebilir.
Matematiksel açıdan baktığımızdaysa kedinin ölmüş olması tahmin edilemeyen bir olasılık olduğu gibi, kedinin hayatta olması da tahmin edilemeyen başka bir olasılıktır. Sadece kutuyu açarsanız gerçekten kedinin ölüp ölmediğini anlayabilirsiniz, fakat bu noktada ise sistemin sırrı bozulmuş olur.
Kuantum sistemler için bunu örnekleyecek olursak, tek bir adet klasik bit düşünerek başlayabiliriz. Günümüz bilgi işlem sistemlerinde bu sadece 0 veya 1 olabilir. Aksi bir durum söz konusu olamaz. Bir kuantum biti ise aynı anda hem 0 hem de 1 olabilir, aynı kedi örneğinde olduğu gibi. Bu her iki değerin süperpozisyonu olarak adlandırılır. Ölçüm yapmadan hemen önce bir kuantum biti örnek verecek olursak %25 0 ise %75 de 1 olabilir. Ancak bunu bir kez ölçersek değerimiz yalnızca 0 veya 1 olacaktır. İkisi de aynı anda olamaz. Kedinin kutusunu açmamız gibi.
Dolayısıyla, olasılık hesabına yeniden girecek olursak kübit (kuantum bit) bazında yüz binlerce ölçüm yapacak olsaydık, yaptığımız ölçümlerin yüzde 25’i için 0 ve kalan yüzde 75’i için 1 olmasını beklerdik. Her şeye rağmen tam bir ölçüm yapmadan baktığımızda kedinin durumu hem 0 hem de 1 süperpozisyondan ibarettir.
Kuantum parçacıklarının bu yapısı aslında klasik bilgi işlem dünyamız için imkansıza yakın zorluk anlamına geliyor. İnsan düşüncesiyle ve matematikle harmanlandığındaysa oldukça iyi olduğunu görüyoruz. Şimdiki bilgi işlemi boole cebri olarak düşünürsek, kuantum hesaplamalarını ise lineer cebir olarak düşünebiliriz. Bu, kuantum bilgisayarların tasarlanmasına her ne kadar ek bir yük anlamına gelse de, geliştirme bakımından iyi bir temel anlamına geliyor.
Kuantum Eşevresizliği
Dolanıklılık ve süperpozisyon aslında fiziksel engellerle de ilgili olsa bile temelde kuantumun davranışı ile alakalı şeylerdi. Kuantum eşevresizliği ise kuantumun hesaplanmasını ve kuantumla veri depolanmasını en çok zorlaştıran şeylerden biri.
Normal bilgisayarlarda işlemciyi oluşturan transistörler içerisindeki yük hesaplama zamanı boyunca 0 veya 1 de kalabiliyor. Hatta geliştirmiş olduğumuz kalıcı bellek yapılarında silinmez şekilde bu verileri saklayabiliyoruz. Kuantumla kurulmuş bir yapıda ise kübitlerin zamanla parçalanması ve farklılaşması gibi olumsuz bir durum söz konusu. Bu aynı zaman içerisinde birbiriyle dolanık halde bulunan birden fazla kübiti uyumlu şekilde kontrol etmek bir yana, normal hesaplamalar yapmayı bile zorlaştırıyor.
Şu anlık bu sorunun NISQ dönemine kadar kuantum hesaplama yapmaya engel olmaya devam edeceği düşünülüyor. Onlarca kübitin çalışıp bazı tepkiler verdiği kuantum bilgisayarı çalışmaları halihazırda bulunsa da bu kübitlerin yalnızca birkaçı hesaplama amaçlı kullanılabildi.
Kalan kübitler ise diğer birkaç kübitin yaptığı hataları düzeltme amacıyla kullanılıyor. Halihazırdaki araştırmaların zaten birçoğu parçacıkların yapısının bozulmasına neden olan etkenlere rağmen kuantum durumlarını yeterince kontrol edebilmeye yarayacak yeni şeyler bulmak için yapılıyor.
Kuantum Bilgisayarların Faydaları
Kuantum fiziğinin bilim ve hesaplama dünyasına yepyeni olasılıklar kattığı şüphesiz bir gerçek. Bununla beraber kuantum mekaniğinin çalışma şeklini ve kuantum bilgisayarların geliştirilme sürecinde nasıl kontrol edilip kullanılacağını anlatmak da epey farklı bir zorluk.
Henüz başarıya ulaşılamasa da, bir anlığına kuantum parçacıklarını hesaplamalar yapma amacıyla tamamen kontrol edebilecek yetide olduğumuzu ve saydığımız bütün paradoksların herhangi bir problem teşkil etmediğini varsayalım. Kuantum hesaplama teknikleri bizlere nasıl günümüz bilgisayarlarının yapamadığı şeyleri yapma imkanı tanıyor? Kuantumla hangi algoritmaları kullanabilirsek günümüz bilgisayarlarından daha hızlı işimizi görürüz?
Bu soruya cevap olarak iki adet kuantum algoritması geliştirilmiş bilim adamları tarafından. Bunlar Shor ve Grover algoritmaları.
Shor ve Grover Algoritmaları
Günümüzdeki kuantum hesaplama teknolojilerinin geliştirilmesine bilim insanları en çok teşvik eden kuantum algoritmaları, tamsayıları çarpanlarına ayırma işlemi için kullanılan Shor ve arama yapma amacıyla kullanılan Grover’dir.
Shor algoritmasının çözdüğü ana problem verilen bir tamsayının bütün asal çarpanlarını bulmakla ilgilidir. Görünüşte basit gibi gelse de tamsayıların çarpanlarına ayrılması işlemi büyük sayılar hesaplanırken oldukça zorlu bir işlemdir. Hesaplamanın karmaşıklığından ötürü de birçok kriptografik yapının merkezinde mutlaka yer alır. Kuantum için bu algoritma en iyi klasik versiyondan bile hızlı işleme imkan tanır ve yukarıda bahsettiğimiz dolaşıklılık ile süperpozisyon yardımıyla işlemleri yapar. Gerçek dünyada bu algoritmanın kuantumla kullanılması durumunda birçok güvendiğimiz kriptografik teknolojinin bozulması, kırılması kaçınılmaz diyebiliriz. Kuantum bilgisayarların kötü niyetli ellere geçmesi durumunda bunların yaşanabileceği gerçeği de bir başka felaket senaryosu.
Grover algoritması ise Shor’da olduğu gibi yine klasik bilgisayarlarımızın şu anki arama algoritmalarından katkat hızlı bir yapıda. Çoğu normal algoritmanın verileri araması sırasında nesneleri tek tek tespit edebilmesi gerekiyorken, Grover’in algoritması yardımıyla eldeki bütün nesnelerin karekökü gözlemlenerek arama işlemi yapılabilir. Birçok algoritmanın temeli arama ve buna göre veriyi işleme üzerine olduğundan, Grover algoritması bilimsel hesaplamalar açısından da oldukça önem arz eder. Birçok problemin, aşılmaz denilen zorluğun aşılmasını sağlayabilir.
Peki ya kuantum bilgi işlemin üstünlüğünü daha da etkili değerlendirebilmek için Shor algoritması ile Grover’i birleştirsek ne olur diye hiç düşündünüz mü? N bitlik bir parolayı (n burada herhangi bir sayıyı ifade eder) kırmak istediğimizi düşünelim. Klasik bilgisayarların bu şifreyi kırabilmesi için parolanın bütün olası kombinasyonları denemesi gerekir. Yani herkesin bildiği kaba kuvvet saldırısı yapılır. Eğer N-kübitlik bir kuantum sistem kullanıyorsak teorik anlamda bütün kombinasyonları aynı anda bilgisayarımızla keşfedebiliriz. Bu süperpozisyonun yardımıyla gerçekleşir.
Daha sonrasında ise bulduğumuz bütün bu kombinasyonları elemek ve doğru olanı ayırt etmek için Grover algoritmasını kullanabiliriz. Hangi bit dizesinin şifreyi kıracağı böylece çok yüksek bir olasılıkla bulumuş olunur.
Tabi şunu da unutmamak gerekir ki kuantum bilgisayarların tek amacı kriptografik yapıları bozulmaya uğratmak, şifreleri kırmak değildir. Kuantum bilgisayarlar yardımıyla aynı zamanda günümüzdekinden çok daha güçlü şifreleme altyapıları da oluşturabiliriz. Bir kuantum sisteminde başkaları tarafından izlenip izlenmediğimizi anlamak amacıyla dolaşıklık özelliğinden faydalanabiliriz en basitinden. Dolanık kuantum parçacıkları mantıken aynı davranışı sergilemesi gereken yapılar olduğu için verinin başkalarınca yakalanması aktarımın yapıldığı parçacıkların özelliğinin değişmesine neden olur. Bu tarz teknolojiler altyapı güvenliğini daha iyi hale getirmek için günümüzde daha farklı şekillerde uygulansa da kuantum gibi olmuyor. Kuantum bazlı internetin ne kadar güvenli olabileceğini hayal edin.
Fakat, biraz üzücü olacak ama kuantumu bu şekilde kullanıp çeşitli algoritmalardan faydalanabilmemiz için yüzlerce kararlı kübite ihtiyacımız var, bu da on yıllar boyunca daha çalışmamız gerektiği anlamına geliyor. Bilim adamları ve fizikçiler bu karmaşık sistem içerisinde kuantumun üstünlüğünü gösterebilecek, uzun vadeli olmayan NISQ yapılarla daha çok ilgileniyor. VQE (Variational Quantum Eigensolvers) ve QAOA (Quantum Approximate Optimization Algorithm) gibi yapılar ise kuantum hesaplamaların yakın zaman içerisinde potansiyelini kullanabilmek amacıyla geliştiriliyor.
Peki bize kuantumun şimdilik faydası ne? Aslında halen klasik bilgisayar çağındayken kuantum algoritmalarına yönelik araştırma yaparak halihazırda kullanmış olduğumuz algoritmaların daha gelişmişini keşfedebiliyoruz. Böylece kuantum işlemciler tasarlanana kadar yan teknoloji aktarımıyla daha farklı alanlarda bilimsel anlamda başarılar elde edilebiliyor.
