Elde edilen verileri kuantum mekaniğine göre ileten ve de işleyen bilgisayarlara kuantum bilgisayarı denmektedir. Kuantum hesaplamalarının bilgisayarda kullanılması fikri yıllar öncesine dayanmaktadır. 80’li yılların sonlarına doğru karşımıza çıkan bu fikir, Richard Feynman ve Yuri Manin tarafından ortaya atılmıştır. Ancak kuantum hesaplamalarını bilgisayarda kullanma fikri bu iki önemli kişi tarafından birbirinden bağımsız şekilde ortaya atılmıştır. O tarihten itibaren de kuantum bilgisayarı oluşturmak için oldukça önemli çalışmalar yapılmıştır.
Kuantum bilgisayarı
Bilim adamları, kuantum bilgisayarlar konusunda çok önemli bilgiler vermektedir. Bilim adamlarına göre kuantum bilgisayarlar klasik bilgisayarlardan çok daha fazla güçlü olacaktır. Kuantum bilgisayarların çalışabilmesi için çok özel programlama dilleri ve de temel algoritmalar tanımlanmaktadır. Hatta Cisco Systems araştırmacılarının bu konuda oldukça önemli bir tahminleri bulunmaktadır. Bu tahminlere göre, tam teşekküllü bir şekilde çalışan kuantum bilgisayarların önümüzdeki yıllarda karşımıza çıkacağı belirtilmiştir. Bu alanda zirvede yer alan ülkenin Japonya olduğunu söylemek isteriz. Araştırmaların büyük bir kısmının bu ülkede yapıldığının da altını çizmek isteriz.
Çeşitli kuantum hesaplama modelleri bulunmaktadır. Fakat en popüler olanları Qubit ve kuantum geçidi yani gate olduğunu söyleyebiliriz. İki çeşit kuantum hesaplama türü vardır. O hesaplama türleri şunlardır:
- Süper iletken kuantum hesaplama
Kuantum hesaplama türünden ilki süper iletken kuantum hesaplamadır. Bu hesaplama türünün süper iletken halinde olan bir elektronik devreyle çalıştığını söyleyebiliriz.
- Optik kuantum hesaplama
Optik kuantum hesaplamada ise, hem fotonları hem de kuantum bilgisini işleyebilmek için optik elemanlar kullanılmaktadır. Ayrıca, kuantum bilgisini tespit edebilmek için foton dedektiflerden de yararlanılmaktadır.
İşte klasik bilgisayar ve kuantum bilgisayar arasındaki farklar
Klasik bilgisayar ve kuantum bilgisayar arasında bazı farklar bulunmaktadır. O farkları şu şekilde sıralayabiliriz:
- Klasik bilgisayarlar, büyük ölçekli entegre çok amaçlı bilgisayarlar olarak karşımıza çıkmaktadır. Kuantum bilgisayarlar ise kuantum mekaniğine dayalıdır. Bu bilgisayarlar aynı zamanda, yüksek hızlı paralel bilgisayarlardır.
- Klasik bilgisayarlarda veri saklamanın bit bazlı olduğunu söyleyebiliriz. Kuantum bilgisayarlarda veri saklamanın ise elektron spini yönünde kuantum bit bazlı olduğunu belirtmek isteriz.
- Klasik bilgisayarlarda veri işleme AND, OR ve NOT gibi mantıksal olan operatörler tarafından gerçekleştirilmektedir. Kuantum bilgisayarlarda ise veri işleme, yalnızca kuantum operatörler tarafından gerçekleştirilmektedir.
- Klasik bilgisayarlarda elektronik devre davranışının klasik fizik tarafından yöneltildiğini, kuantum bilgisayarlarda elektronik devre davranışının ise açık bir şekilde kuantum mekaniği tarafından yönetildiğini söyleyebiliriz.
- Bilgiyi temsil etmek için klasik bilgisayarlar, ikili kodlar kullanmaktadır. Yani bunlar, bit 0 veya da 1’dir. Kuantum bilgisayarlarda ise Qubit kullanılmaktadır. Yani, hem 0 hem de 1 şeklinde her ikisini de aynı anda kullanmaktadır.
- Klasik bilgisayarlarda işlemlerin Boolen Cebri tarafından tanımlandığını söylemek isteriz. Bu durum Kuantum bilgisayarlarda ise daha farklı şekilde tanımlanmaktadır. Kuantum bilgisayarlarda, Hilbert uzayı üzerinde ve doğrusal cebirle tanımlanmaktadır. Ayrıca, kompleks elemanlar ile üniter matrisler tarafından da temsil edildiğini belirtmek isteriz.
- Klasik bilgisayarlarda, sinyallerin ölçülmesi veya da kopyalanması üzerinde hiçbir şekilde kısıtlama yoktur. Ancak kuantum bilgisayarlarda sinyallerin hem ölçülmesi hem de kopyalanması üzerinde bir şekilde kısıtlama olduğunu söylemek isteriz.
- Klasik bilgisayarlarda devreler, CMOS gibi hem ölçeklenebilir hem de hızlıdır. Ayrıca, makroskopik teknolojilerde çok kolay bir şekilde uygulandığını da vurgulamak isteriz. Kuantum bilgisayarlarda ise devreler, hem kırılgan hem yavaş hem de ölçeklenebilir bir durumda olmayan mikroskopik teknolojileri kullanmalıdır. Buna da NMR yani nükleer manyetik rezonansı örnek verebiliriz.
