Kuantum Bilgisayarların Yükselişi: Yatırımcılar İçin Fırsatlar

Kuantum Bilgisayar: Geleceğin Teknolojisi

Kuantum bilgisayarları, zaman yolculuğu ya da küçük boyutlara inme gibi bilim kurgu senaryolarından farksız görünse de, gerçek hayatta önemli ilerlemeler kaydediliyor. Amazon, Google ve Microsoft geçtiğimiz yıl kendi kuantum bilgisayar çiplerini tanıttı. Nvidia, ilk kez düzenlediği Kuantum Günü etkinliğiyle bu alandaki yatırımlarını duyurdu.

Ayrıca, IBM, Intel ve diğer birçok şirket de kendi çipleri üzerinde çalışıyor. Şimdi ise, Trump yönetiminin ABD merkezli kuantum odaklı firmalara yatırım yapmayı planladığı bildirilmekte. The Wall Street Journal'a göre, Beyaz Saray, IonQ ve Regetti Computing gibi firmalara kamusal fonlar karşılığında hisse almayı tartışıyor. Bu durum, kuantum şirketlerinin hisselerini yükseltti; örneğin, IonQ hisseleri %11'den fazla artış gösterdi.

Kuantum bilgisayarların, klasik bilgisayarlar tarafından tamamlanması binlerce yıl sürecek hesaplamaları dakikalar içinde çözebileceği öngörülüyor. Bu, madde bilimi, kimya ve tıp gibi alanlarda büyük ilerlemeler sağlama potansiyeli taşıyor. Bilim insanları, günümüzdeki bilgisayarlarla yalnızca hayalini kurabilecekleri hesaplamaları yapma imkânına sahip olacaklar.

Peki, kuantum bilgisayar nedir ve neden bu kadar önemlidir? Öncelikle, klasik bilgisayarları düşünelim. Laptop, akıllı telefon ve akıllı saatlerimiz, merkezi işlem birimleri (CPU) olarak adlandırılan işlemcilere sahiptir. Her CPU, elektrik sinyaline tepki veren transistörler barındırır. İşlemciler, kullandığımız uygulamaları ve programları ikili kod ile işlemektedir. İkili kod, 1 ve 0'lardan oluşan makine dilidir ve her 1 veya 0 bir bit olarak adlandırılır.

Bu bitlerin kombinasyonları, günümüzde kullandığımız uygulamaların, oynadığımız oyunların ve ekranımızda gördüğümüz videoların karmaşık yönerge dizilerini oluşturur. Ancak kuantum bilgisayarları, klasik bitler yerine kuantum bitleri (qubit) kullanır. Qubitler, 1 ve 0'ın yanı sıra her ikisi de olabilen, süperpozisyon özelliğine sahip altatomik nesnelerdir. Amazon Web Services kuantum donanım yöneticisi Oskar Painter, "Bir qubit'i bir küre olarak düşünün. Kuzey ve güney kutbu var, ve aynı anda 0 ve 1'in herhangi bir kombinasyonunu alabilir," diyor.

Qubitlerin bu durumu, kuantum bilgisayarların paralel işlem yapmasını sağlar, bu da onların hesaplamaları klasik bilgisayarlara göre çok daha hızlı çözebilmelerine olanak tanır. Qubitleri manipüle etmenin birçok yolu vardır; bunlar arasında süper iletken sistemlerle, lazerle atomlarla etkileşim veya ışık parçacıklarından (fotondan) yararlanmak yer alır. Görmüş olduğunuz dev altın renkli makineler ise genelde süper iletken qubitlerle çalışarak uygun sıcaklıkta çalışabilmelerini sağlamak için soğutma sistemleridir.

Fakat kuantum bilgisayarlar tek başına var olamazlar. Geleneksel bilgisayarlara bağlanarak kuantum sisteminin qubitlerle nasıl etkileşime geçeceğini kontrol eder ve performans ölçümleri sağlarlar. Yani kuantum bilgisayarlar, qubitlerin süperpozisyonunu kullanarak hesaplamaları çok hızlı bir şekilde işleyebilir. Ancak hala en karmaşık problemleri çözmekte kullanılmamaktadırlar çünkü kuantum hataları bulunmaktadır.

Carnegie Mellon Üniversitesi İşletme Okulu'ndan operasyon yönetimi profesörü Sridhar Tayur, "Qubitler çok kırılgandır. Eğer çevresinin etkisi altında olursa aynı anda 0 ve 1 olamazlar," diyor. Qubitlerin bu kadar küçük bir ölçekte var olması, dış ortamdan gelen etkilere karşı son derece hassas hale getiriyor. Bir atom bile qubitin işlevini etkileyebilir ve bilgilerinin kaybolmasına neden olabilir.

Painter'a göre, kuantum sistemleri her 300 kuantum işlemi başına bir hata verebilir; halbuki bir kuantum bilgisayarın faydalı olabilmesi için, yalnızca her bir trilyon işlemde bir hata göstermesi gerekmektedir. Bu nedenle, kuantum hata düzeltmesi kullanılmaktadır. Microsoft, Google ve Amazon, son çiplerinde buna odaklanmıştır. Hata düzeltmenin arkasındaki fikir, yedek qubitler kullanmaktır. "Bir qubit bilgisi korumak istiyorsak, aslında bunu tek bir iyi, mantıksal qubit elde etmek için 1,000 kez çoğaltmam gerekiyor," şeklinde açıklıyor Painter. Ancak bu süreç büyük miktarda kaynak gerektiriyor. Araştırmacılar bu sorunu çözmek için çalışıyor, ama bu çözümler geliştirilmeden, kuantum bilgisayarlar kimya ile ilgili hesaplamalar veya atomların etkileşimlerini anlamak için yeterince güvenilir olmayacak.

Kuantum bilgisayarlar, belirli algoritmaları çalıştırmada ve son derece karmaşık problemleri çözmede yardımcı olsa da, bu sorunun üstesinden gelindiğinde bile klasik süper bilgisayarların yerini almayacaklardır. Zira kuantum bilgisayarlar, günlük uygulamalarınızı daha hızlı çalıştırmak için tasarlanmamıştır. Kısaca, kişisel kuantum bilgisayarınızı açtığınızda Netflix yayını yapmayı beklemeyin; bunu Roku gibi klasik bilgisayarlar yeterince iyi bir şekilde sağlıyor.