Kuantum Bilgisayarlar 2013 yılında ilk defa Cambrige’deki bir konferansta kavga dövüş tanıtıldı. Kanada’lı firma olan D-Wave ve onların “Quantum Annealing” dedikleri teknikleriyle çalıştırdıklarını iddia ettikleri kuantum işlemcileri o konferansta NASA ve Google’ın ortaklaşa girişimiyle satın alındı ve bu iki firma işlemci üzerinde araştırma yapmaya başladı.
O gün satılan işlemci 128 qubit’lik bir işlemiyken bugün D-Wave 4000’in üzerinde qubit’e sahip işlemciler üzerinde çalışıyor. Bu işlemciler düşük sıcaklık ve özel elektronik ekipmanlar gerektirdiklerinden, etraflarında çalışabilmeleri için komplike bir sistem gerekiyor. Ancak IBM kendi kuantum bilgisayarını internet üzerinden kullanıma açarak Ar-Ge faaliyetlerine önemli bir katkıda bulundu.
Tüm bunlar devam ederken bir yandan da fotonik kuantum bilgisayarlar, farklı deneysel alanlarda önemli kapıların açılmasına neden oldu.
Bu nedenle etrafımızda sürekli bilim kurgu konularla ilgili bilimsel başarılar duymaya başladık. Henüz Çin’li bilim insanlarının bir parçacığı -görece- uzun mesafeye ışınladıklarının üstünden birkaç ay geçti ki şimdi de yine bir ortak çalışmaya bilim insanları bu sefer de geleceğe bakabilmeyi başardılar.
Araştırmacılar muhtemel bir gelecekle ilgili kuantum süperpozisyonu üretebilecek ve analiz edebilecek bir prototip kuantum aygıtı geliştirdiler. Yeni bir kuantum algoritma kullanan araştırmacılar, böylelikle bir karar sürecine ait olası sonuçları farklı bölgelerdeki fotonların süperpozisyonları üzerine kodladır. Ekip, interferometre kullanarak, her gelecek olasılığına ayrı ayrı bakmadan, gelecekler setinde bir arama yapmanın mümkün olacağını söyledi.
Dr Strange’in Thanos’u Yenme Planı
Marvel’ın, devamı önümüzdeki günlerde çıkacak 2018 yapımı gişe rekortmeni filmi Avenges Infinity War’da, kahramanımız Dr Strange geleceğe bakıyor ve 14 milyon olası gelecek senaryosu içinde kahramanlarımızın savaşı kazanabileceği yalnızca tek bir olasılık olduğunu söylüyordu. Belki de elinde bir kuantum bilgisayarın yardımı olsaydı, Dr Strange daha kolay zamanlar geçirebilirdi.
Singapur Nanyang Teknoloji Üniversitesi ve Avuturalya’daki Giffith Üniversitesi’nden araştırma ekiplerinin ortak çalışmasında, eş zamanlı bir kuantum süperpozisyonunda tüm olası gelecekleri üretebilecek bir prototip kuantum cihazı geliştirildi.
Prototipi destekleyen kuantum algoritmasının geliştirilmesine öncülük eden NTU Singapur’daki Yardımcı Doçent Mile Gu, “Gelecek hakkında düşündüğümüzde, çok büyük olasılıklar ile karşı karşıya kalıyoruz” diye açıklıyor. “Bu olasılıklar biz gelecekte derinlere indikçe git gide üstel olarak çoğalıyor.”
“Örneğin, eğer her bir dakikada bir tercih yapmamız gerekiyorsa, yarım saatten az bir süre sonra olası geleceklerin sayısı 14 milyonu aşıyor. Eğer süreyi biraz daha uzatır ve 1 güne yaklaştırırsak olası geleceklerin sayısı evrendeki toplam atom sayısını geçiyor.”
Tüm bu ağır hesap karmaşasına rağmen, kendisi ve araştırma grubunun ortaya çıkardığı şey; kuantum bilgisayarının, olası tüm gelecekleri, aynı anda canlı ve ölü olan Schrödinger’in ünlü kedisine benzer şekilde, kuantum süperpozisyonuna yerleştirerek inceleyebilmesi.
Bu programı gerçekleştirmek için Griffith Üniversitesi’nden Profesör Geoff Pryde liderliğindeki deneysel araştırma grubu ile güçlerini birleştirdiler. Ekip, birlikte, bir karar sürecinin gelecekteki potansiyel sonuçlarının fotonların (kuantum ışık parçacıkları) yerleri ile temsil edildiği özel olarak tasarlanmış bir fotonik kuantum bilgi işlemcisi kullandı. Daha sonra, bu cihazın, olası geleceklerle ilgili durumların süperpozisyonunu, onların olası gerçekleşme oranlarına göre gösterdiği bir deney yaptılar.
Singapur ekibinin bir üyesi olan Dr Jayne Thompson, “Bu cihazın işleyişi, Nobel Ödülü sahibi Richard Feynman’dan ilham alıyor” diyor. “Feynman kuantum fiziği üzerine çalışmaya başladığında, bir parçacık A noktasından B noktasına gittiğinde, bunun mutlaka tek bir yolu izlememesi gerektiğini fark etti. Bunun yerine, eşzamanlı olarak noktaları birbirine bağlayan tüm olası yolları geçiyor olmalıydı. Çalışmamız istatistiksel geleceklerin modellenmesi için bu fenomeni ve aşılması gereken zorluğu genişletiyor.”
Makina şu andaki belirli bir seçime yönelik yargımızın geleceği nasıl etkilediğini ölçmek adına bir uygulamanın nasıl yapılabileceğini göstermiş oldu. Burada araştırma ekibinin asıl başarısı, yaklaşımlarının; “her yargı (karar) için olası tüm geleceklerin kuantum süperpozisyonlarını sentezlemekti” diyor deney ekibinin bir üyesi olan Farzad Ghafari. “Bu süperpozisyonları birbirleri ile üst üste bindirerek olası her geleceğe ayrı ayrı bakmaktan kurtulabiliriz”.
Aslında bugün için birçok yapay zeka algoritması, davranış ve tercihlerindeki küçük değişimlerin onlara ne gibi bir gelecek senaryosuyla sonuçlanacağını öğrenebilme becerisine sahip. Bu nedenle kuantum dopingiyle güçlendirilmiş bu algoritmalar ile yapay zekalar eylemlerinin geri dönüşlerini daha etkili bir biçimde anlayabilirler.
Şimdilik ekibin geliştirdiği mevcut prototip eş zamanlı olarak en fazla 16 muhtemel geleceği simüle edebiliyor. Buna karşın yöntemin ortaya attığı teorik sınıra göre ölçülebilecek olası gelecek senaryolarının sayısı ise sonsuz.
Pryde “İşte” diyor, “Bu alanı bu kadar heyecan verici yapan şey tam da bu. 1960’larda bilgisayarların neler yapabileceği ve onların kullanım alanlarıyla ilgili çok az şey biliyorduk. Şimdi aynısı Kuantum Bilgisayarlar için geçerli. Onların gerçek potansiyelleri ve neler yapabilecekleri konusunda hala karanlıktayız. Bu konudaki her bir gelişme daha fazla teknolojik gelişme için bize itici güç oluyor.”
Kuantum dönemi başladı
Bugüne dek geliştirilmiş birden çok kuantum bilgisayar tekniği bulunuyor.
Bu teknikler arasında en başarlı olanı şüphesiz manyetik süperiletken akı qubit’leri kullanan D-Wave firmasının işlemcileri.
Bu işlemcilerden teorik olarak iki işi yapmaları beklenir. Öncelikle kuantum dünyasında olan biteni simüle edebilmek için işlemcinin tamamen kuantum dünyasında çalışması gerekir. D-Wave’in işlemcisi bu konuda başarısını ispatladı. Çözümleme biçiminin tutarlılığı ve olası sonuçları tek tek hesaplamadan aynı anda hepsini test ettiği görüldü.
Diğer özellik ise “quantum speed up” yani normal algoritmaların kuantum algoritmalarına çevirilerek hızla çözümlenebilmesi. Bu konuda henüz bir başarı sağlayamamış olsak da her geçen gün çok sayıda kuantum bilgisayar tasarımı üzerinde çalışılmakta.
