NANOTEKNOLOJİ ve KUANTUM BİLGİSAYARLAR

NANOTEKNOLOJİ ve KUANTUM BİLGİSAYARLAR
Hazırlayan ve Sunan Çağatay COŞKUN

İÇERİK OLARAK; Atomlar ve Nanoteknoloji
Nanoteknolojinin Kullanım Alanları Nano-Bilgisayarlara Yönelik Önemli Gelişmeler Kuantum Bilgisayar Nedir? Kuantum Bilgisayarların Günümüz Bilgisayarlarından Farklılıkları Uygulamalar ve Sonuç Kuantum Bilgisayarları Neleri Değiştirebilir? Bit’ lerden Qubit’ lere Sonuç Kaynakça

ATOMLAR ve NANOTEKNOLOJİ
Doğanın temel taşını oluşturan atomların gözle görülemeyecek kadar küçük olduğunu hepimiz biliyoruz. Bu atomların dizilişleri sonucunda farklı tür malzemeler meydana gelmektedir. Örneğin; eğer kömür atomlarının sıralanışı değiştirilebilseydi elmas bile elde edilebilirdi. Günümüzde moleküler düzeyde üretim yöntemleri açısından çok da ileri bir durumda olmadığımızı rahatlıkla söyleyebiliriz. Günlük yaşamın çoğu alanında yapabildiğimiz işlemler, öğütme, ezme ve ısıtma gibi yöntemlerle maddeleri şekillendirmekten ileri gelmektedir.

ATOMLAR ve NANOTEKNOLOJİ
Georgia Tech Üniversitesi profesörlerinden Ralph C. Merkle’ in günümüzdeki işleme teknolojisi ile çok güzel bir benzetmesi var: “Şu anda gerçekleştirebildiğimiz işlemler, elerinde boks eldivenleri olan bir kişinin Lego oyuncaklar ile bir şeyler yapmasına benzetilebilir. Bu küçük Lego parçalarının kullanarak bir şeyler yapabilirsiniz, ama yaptıklarınız oldukça kaba bir halde olur. Halbuki bu parçaları hassas bir şekilde bir araya getirebilirsek çok daha hızlı bir biçimde daha hassas ürünler ortaya çıkabiliriz. İşte bu noktada nanoteknoloji devreye giriyor. Nano-teknoloji sayesinde bu eldivenleri çıkarma imkanına sahip olacağız. Doğanın temel taşlarını oluşturan atomları ucuz bir biçimde ve kolayca düzenleyebileceğiz. Bu şekilde üretilen ürünler daha dayanıklı, daha hafif ve daha hassa özelliklerle donatılmış olacak.”

NANOTEKNOLOJİNİN KULLANIM ALANLARI
Yukarıdaki resimde, nano yapıların kimyasal reaksiyonları nasıl kontrol edip geliştirebileceğini araştırmak üzere tasarlanmış bir makine bulunuyor.

Silikon polimer nano kablolar kullanılarak, parmak izinde bulunan TNT kalıntıları ultraviyole ışıkta tespit edilebiliyor.

Moleküler seviyedeki bu tasarımlardan soldaki moleküler birleştirme için hareket kontrolcüsü, ortadaki bir rulman, sağdaki ise basit bir pompa. Tümü de çalışmaya hazır...

Natoteknolojinin bir yönü de süper küçük bilgisayarlar (bakteri büyüklüğünde) ya da milyarlarca dizüstü bilgisayar gücünde küp şeker büyüklüğünde süper bilgisayarlar ya da günümüzün bilgisayarlarından trilyonlarca daha güçlü belirli bir büyüklükte masaüstü modelleri gibi nano boyutunda yapılabilmesidir. Nanoteknolojinin yüksek potansiyeli Kuantum fiziğinin kanunları sayesinde açığa çıkmaktadır. Bu aşamada ve nano ölçülerde kuantum fizik yasaları devreye girer ve optik, elektronik, manyetik depolama, hesaplama, katalist ve diğer alanlarda yeni uygulamalara olanak sağlar.

NANOTEKNOLOJİYE YÖNELİK ÇALIŞMALAR
ABD, Japonya, Almanya, İngiltere, Çin, Avustralya, Rusya ve hatta Singapur ile Tayvan gibi ülkeler, nano-teknoloji konusunda sürekli olarak çalışıyor. Pazar araştırma şirketi Lux Research‘ ün yayınladığı rapora göre, özel şirketler ve üniversiteler 2004 yılı boyunca nano-teknoloji araştırmalarına 8.6 milyar dolar ödenek aktaracak. Bu rakamın şimdiye kadar sektöre akan en yüksek rakam olduğu belirtiliyor. Aralarında General Electric (GE) ve Intel gibi devlerin de bulunduğu 1500 şirket, nano-teknoloji alanına giderek artan oranlarda yatırım yapıyor. Yapılan araştırmalar, 2004 yılında hükümetlerin nano-teknolojiye özel sektörden çok daha fazla para ayırdığını ve bunun bu anlamdaki son yıl olacağını gösteriyor.

NANO-TEKNOLOJİYE YÖNELİK ÇALIŞMALAR
Bu yıl harcanacağı öngörülen 8.6 milyar doların yaklaşık 4.6 milyar doları hükümetlere bağlı kurumlar tarafından karşılanacak. ABD hükümeti, 1.6 milyar dolar ile nanoteknolojiye en çok kaynak ayıran devlet. Asya ülkelerinin tümünün toplam nano teknoloji bütçesi ise 1.6 milyar dolar. Avrupa ülkelerinin ise 1.3 milyar dolarda kaldığı biliniyor. Teknoloji uzmanları, Avrupa ekonomilerinin nano teknoloji konusunda ABD ve Asya'yı yakalayabilmesi için yılda en az 6 milyar Euro yatırım yapılması gerektiğini dile getiriyor. Tahminlere göre 2015 yılında toplam nano teknoloji pazarı 1 trilyon dolara ulaşacak. Hal böyle olunca da üniversiteler, firmalar veyatırımcılar nano teknoloji patentleri almak için büyük uğraş içindeler. Sadece 2003 yılında dünya genelinde 8 binin üzerinde nanoteknoloji patenti alındı. En çok patent alan firmalarsa IBM, Canon, Micron ve 3M şirketleri.

NANO-BİLGİSAYARLARA YÖNELİK ÖNEMLİ GELİŞMELER
Science dergisinde yayımlanan iki makale, nano-bilgisayarlar konusundaki gelişmeler için bir umut ışığı olmuştur. Yapılan araştırmalar, moleküler ölçekli elektronik uygulamalarını ilk kez 'parça' düzeyinden çıkarıp, çalışabilen 'devre' düzeyine taşıyor; ama 1 trilyon devreyi 1 santimetrekare alana sığdırıp bağlantılarını geliştirmek, çalışırken moleküler yapılarının değişmesini önlemek ve en önemsi bütün bunları hızlı ve ucuz bir biçimde yapmak pek de kolay değildir. Silikon çok küçük boyutlarda detektörler yapmak için ideal ve umut verici bir madde daha var: Karbon nanotüpler.

1991'de, bir Japon araştırmacı tarafından tesadüfen keşfedilen nanotüpler, içi boş silindir halinde sarılmış karbon atomu yaprakları. Çelikten 10 kat güçlü, 6 kez hafif olan nanotüpler, köprü, uçak ve uzay asansörü yapmaya çok uygun. Tek sorun, laboratuar kaynaklı en uzun nanotüpün 10 milimetre boyunda olmasıdır. Karbonun bütün kimyasal bağları kullanılıyor olması Nanotüp yataklarının hemen hemen hiç sürtünüp aşınmamasını sağlamaktadır.

Nanoteknoloji lafını ilk olarak bilgisayar oyunlarında duymaya başladık. Bu oyunların çoğu günümüz teknolojisinden nano teknolojiye geçen ulusların bir anda kainata hükmetmeye başlamasını konu alıyordu. Gerçekten de günümüz ordularının nano teknoloji kullanılarak üretilen silahlara sahip bir ordunun karşısında durabilmesi pek mümkün değil gibi görünüyor. Ne de olsa nano teknoloji dünyanın kısıtlı enerji kaynaklarını çok daha efektif olarak kullanma imkanı veriyor. Bu nedenle tüm dünya ulusları en azından şimdilik nano-teknoji anlamında yapılan tüm yeni keşifleri birbirleriyle paylaşıyorlar... .

KUANTUM BİLGİSAYAR NEDİR?
Tanım olarak “kuantum mekaniği yasalarına göre çalışan” bir bilgisayar sistemidir. Bugünkü bilgisayarlarda kullanılan en küçük bilgi birimi olan BIT, kuantum bilgisayarlarında QUBIT (kubit) olarak isimlendirilir. Fiziksel açıdan bit, ikili sayısal sisteme göre hazırlanmış mantıksal değerdir. Bu değerler; Evet/Hayır Doğru/Yanlış veya basitçe 1/0 olarak kullanılırlar. Bilgisayarlarda kapasitörün yüzeyleri arasındaki voltaj farkı bit bilgisini oluşturur. Yüklü kapasitör 1’i, Yüksüz ise 0’ı temsil eder.

Kuantum sistemlerde ise kullanılacak olan fiziksel sisteme göre qubit, ışığın değişik polarizasyonlarını, elektronun değişik durumlarını (örneğin spinlerini) veya bir atomun enerji seviyelerini belirtebilir. Kuantum yasalarına uyan iki düzeyli sayılabilecek tüm sistemlerin bir kubit bilgi taşıdığını söyleyebiliriz. Fakat kuantum mekaniği üst üste gelme ilkesi (süperpozisyon) gereği kullanılacak olan kubit’ in hem 0 hem de 1 durumu alabileceğini belirtir. Bu anlamda kuantum sistemlerde veri depolama kapasitesi ve işlem hızı açısından akıl almaz bir artış kaçınılmaz olacaktır.

Kuantum Bilgisayarın asıl önemli olan yanı, alışılmışın dışına yeni bir teknoloji vaat etmesidir. Bu Kuantum Teknoloji, tümüyle yeni olan hesaplama yöntemlerini destekler ve niteliksel olarak yeni algoritmalar yazabilmemize olanak sağlar.

Kuantum Bilgisayarların Günümüz Bilgisayarlarından Farklılıkları
Temel Farklılıklar Klasik bilgisayarlar ile kuantum bilgisayarları arasında üç ana farklılık bulunmaktadır. Bu farklılıklar kuantum bilgisayarlarının nasıl çalıştığını anlamamızı kolaylaştıracaktır. İlk temel farklılık iki sistemin bilgi işleme ünitelerinde gözlemlenir. Klasik bilgisayarlar en küçük bilgi saklama ve işleme birimi olan bit’ lerden yapılandırılmıştır. Bu fiziksel birimler “0″ ve “1″ ile simgelediğimiz hallerden sadece birinde olabilirler.

Kuantum bilgisayarları ise kübit’ lerden oluşur. Kübitler fiziksel sistemler olarak klasik bilgisyar sistemlerindeki 0 ve 1 hallerine sahip olabilmekle beraber 0 ve 1 arasındaki sınırsız başka halleri de barındırırlar. Bu ara haller, çakışma (İng., superposition) halleri olarak adlandırılmaktadır. Bu ara hallerin varlığı sayesinde bir kübit, sıradan klasik bir bit’e oranla çok daha fazla bilgiyi aynı büyüklükteki fiziksel bir alana sığdırmamıza olanak sağlamaktadır.

Klasik bilgisayarlar ve kuantum bilgisayarları arasındaki ikinci önemli farkı üzerlerinde icra edebileceğimiz mantıksal işlemlerin havsalası ve kapsamı belirlemektedir. Klasik bilgisayarlar ikili mantığa göre çalışırlar. Mesela, VE kapısı gibi mantık kapıları kullanıldığında girdi olarak iki bit alınır ve çıktı olarak sadece bir bit elde edilir. Kuantum mantık kapıları ise girdi olarak bir yada daha fazla kübit alır ve çıktı olarak bir ya da daha fazla kübit üretirler.

Kübitlerin, klasik 0 ve 1 hallerine tekabül eden hallerde de bulunabildiklerini dikkate aldığımızda, onların klasik mantık kapılarına kolaylıkla öykünebileceklerini söyleyebiliriz. Hatta, klasik mantık kapılarının, daha genel olan, kuantum mantık kapılarının birer özel halleri olduğunu varsayabiliriz. Oysa, kübitlerde 0 ve 1 arasında başkaca çakışma ara hallerinin varlığı, olası kuantum mantık kapılarının havsalasını ve sayısını oldukça artırmaktadır. Sözgelimi, girdi olarak 0 ve 1 alıp tekabülen 0 ve 1 arasında farklı

Klasik bilgisayarlar ve Kuantum bilgisayarları arasındaki üçüncü önemli fark ise çalışan bir bilgisayarın hangi halde olduğunu öğrenmeye çalıştığımızda belirir. Klasik bir bilgisayarda istediğimiz an bilgisayardaki bitlerin hangi halde olduğunu tam doğrulukla öğrenebiliriz. Tuhaf belki; ama, bir kuantum bilgisayarının hangi halde olduğunu bilmek teorik olarak imkansızdır. Kuantum bilgisayarını oluşturan kübitlerde hangi çakışma halinin saklı tutulduğunu tam olarak belirleyemeyiz. Yani, bilgisayarın herhangi bir andaki hali hakkında sadece kısmi bir bilgiye sahip olabiliriz. Böylelikle, kuantum bilgisayarları için algoritma tasarlamak, bir taraftan kuantum mantık işlemlerinin ve hallerinin geniş yelpazesinden faydalanmaya çalışırken diğer taraftan bilgisayarın içindeki bilgiye erişim kısıtlılığı arasındaki hassas dengeyi tutturma uğraşı anlamına gelecektir.

Uygulamalar ve Sonuç Kuantum bilgi işleme çalışmalarının tümü teorik olarak bir kuantum makinesinin varlığı varsayımı üzerinden ilerlemektedir. Kuantum bilgisayarları ile neler yapabileceğimiz bilgisi ise henüz çok sınırlı olmakla birlikte enteresan birtakım bulgular da mevcut. Bu mevzudaki çalışmalarda varılan en önemli iki bulgu: Çok büyük sayıların asal çarpanlarını hesaplamak ve Kuantum mekanik sistemleri simule etmek oldu. Her iki problem de pratik açıdan inanılmaz derecede öneme sahipler ve her ikisinin de klasik bilgisayarlar ile çözülmelerinin çok zor olduğuna inanılıyor. Araştırmacılar, bu problemler için, kuantum bilgisayarlarında çalışacak bir takım algoritmalar geliştirdiler. Bu algoritmalar, halihazırda, bilinen en iyi klasik algoritmalardan çok daha etkin çözümler önermektedirler.

Uygulamalar ve Sonuç Çok büyük bir tam sayıyı asal çarpanlarına ayırma klasik hesaplama yoluyla yapıldığında oldukça külfetli bir işlem olabilir. Bu yüzden internet sayfaları, şifrelenmiş e-posta mesajları ve diğer birçok kamuya açık bilgi çok büyük asal çarpanlardan oluşturulmuş tamsayı anahtarlarla korunmaya çalışılmaktadır. Güvenlik gerektiren hemen hemen tüm internet işlemlerinde burada bahsi geçen varsayımlara dayanılarak geliştirilen RSA şifreleme algoritması kullanılmaktadır. Fakat, bir kuantum bilgisayarının böylesi şifreleri çok kolay çözebileceğini Peter Shor’ un 1994′ te yayınlanan, kuantum bilgisayarları için geliştirdiği tam sayıları asal çarpanlarına ayırma algoritması göstermiş oldu. Bunun için gerekli yegane koşul, yeterince sayıda kübite sahip bir kuantum bilgisayarının fiziksel varlığıdır. Kuantum hesaplama teorisini popüler kılan en önemli özelliği de budur.

Uygulamalar ve Sonuç Kuantum hesaplama teorisindeki en önemli sorunsal kuantum bilgisayarının fiziksel olarak tasarımının ta kendisi. Fiziksel olarak en gelişmiş kuantum bilgisayar IBM ve MIT’ den araştırmacıların ortaklaşa çalışmasıyla ortaya çıkarılmıştır. Araştırmacılar, tümüyle kuantum mekaniği yasalarına uyumlu, 7-kübitlik bilgisayar ile Shor’un asal çarpanlarına ayırma algoritmasının çalıştığını gösterdiler. Sadece 24 atomluk (C11H5F5O2Fe ) molekülden oluşturulan bu kuantum bilgisayarı ile 15′ i çarpanlarına ayırabilmekteyiz. Molekül üzerindeki beş Flor atomu ve iki Karbon-13 atomu birer kübit gibi davranmaktalar. Çünkü hem birbirleri ile etkileşim halindeler, hem de tek tek programlanabilmekteler. Yüksek enerjili radyo frekanslarına maruz kaldıklarında enerji düzeyleri değiştirilerek klasik anlamda yazma işlemi gerçekleşiyor. Nükleer manyetik rezonansa tabi olduklarında ise hangi enerji düzeyinde oldukları tespit edildiğinden okuma işlemi yapılmış oluyor.

Uygulamalar ve Sonuç Yukarıdaki uygulamanın yanı sıra, ksa bir süre içerisinde Japonya’ daki bir araştırma grubu yaptıkları çalışmalar ile kuantum bilgisayarlarını inşa edecek olan yapı taşı niteliğinde temel kuantum mantık kapıları önerdiler ve önerilen bu yapılardan bir katı-hal cihazı tasarladılar. Olası kuantum mantık kapılarındaki çeşitlilik düşünüldüğünde, tüm kuantum sistemleri için önerilecek böylesi temel yapı taşlarından söz etmek acaba ne kadar doğru bir yaklaşım olur? Belki de kuantum bilgisayarlarının fiziksel tasarımlarındaki asıl büyük adımlar, ancak klasik fizik pratiklerinden apayrı metotlar izlendiğinde atılabilecek.

“Entaglement” tam olarak nedir?
Tam olarak ne olduğunu burada açıklayamayız. Sadece bir fikir vermesi açısından aşağıdaki açıklamayı verebiliriz ancak. “Entanglement” ya da Türkçe’ siyle “dolanıklık” bir “kuantum korelasyonudur”. Önce “korelasyon” kelimesiyle ne kastettiğimizi bir örnekle açıklayalım. Bazen gazetelerde görebileceğiniz tipik bir tıp haberi düşünün: “Sabah marul yiyenler, daha az kanser oluyor” gibi. Burada iki “sistem” arasında yani bir insanın kahvaltı alışkanlıklarıyla, sağlığı arasında bir ilişki kuruluyor. Tüm insanlar düşünüldüğünde bunların rastgele bir dağılım gösterdiği düşünülür. Yani, tüm insanların bir kısmı sabah marul yer, bir kısmı yemez.

Yine bazı insanlar kanser olur, bazıları olmaz. Korelasyon, bu iki rasgele dağılım arasında bir ilişki olduğunu söylüyor. Yani, eğer insanların belli bir yüzdesi kanser oluyorsa, sabah marul yiyenler için daha küçük bir yüzde kanser oluyor, yemeyenlerin de daha büyük bir yüzdesi. Benzer şekilde kanser olanların genele göre daha küçük bir yüzdesi sabah marul yiyor. Korelasyon, bu türden bir ilişkiye deniyor. Yani eğer A özelliğinin bilinen bir dağılımı varsa, ve bu dağılım B özelliği taşıyanlarda değişiyorsa (değişik olasılıklar), o zaman A ile B arasında bir korelasyon olduğunu söylüyoruz. Bir korelasyon iki özellik arasında bir çeşit ilişki olduğu anlamına geliyor: Kimi zaman bu bir neden-sonuç ilişkisi şeklinde olabiliyor (“marul yemek kanserin gelişmesini önlüyor” veya “kanser olanlar tedavi için endişelenmekten, marul alıp yiyecek zaman bulamıyorlar”). Kimi zaman da geçmişte olan bir olayın bu iki özelliği etkilediği anlamına gelebilir.

. Örneğin sigara önemli bir kanser nedenidir ve sigara içenler marul yemekten hoşlanmaz ise marul ile kanser arasında bir korelasyon oluşacaktır. Eğer korelasyon iki sistemin kuantum durumları arasındaysa bu duruma “dolanıklık” diyoruz. Bu örneğin yukarıdakinden farkı şu: Yukarıda tüm insanları düşündüğümüzde bir rasgelelik ortaya çıkıyordu. Kuantum durumundaysa rasgelelik tek bir sistem için (örneğin belli bir insan, belli bir atom) söz konusu çünkü bu kuantum fiziğinin bir özelliği. Örneğin bir parçacığın konumu kuantum fiziğinde belirsizlik içerir. Yapılan bir ölçüm, bir çok olası değer arasından sadece bir tanesini verir. Rasgelelik, kuantum sistemlerinin doğasında var. Bu nedenle iki farklı sistem (bir atom ve bir başka atom, bir atom ve bir foton) arasında bir korelasyon oluşabilir. Benzer şekilde tek bir parçacığın iki farklı özelliği arasında da bir korelasyon oluşabilir. Örneğin konum ve hız. Eğer parçacık solda ise hızı büyük, sağda ise hızı küçükse, bu durumda konum ve hız arasında bir korelasyon olduğunu söyleriz. Ya da daha doğrusu konum ve hızın “dolanıklaşmış” olduğunu söyleriz. Dolanıklık çoğunlukla geçmişteki bir etkinin iki sistemi veya iki özelliği etkilemesi nedeniyle oluşur. Örneğin bir kuvvet hem konumu hem de hızı etkileyeceğinden, konum ve hız arasında dolanıklık oluşmasına neden olabilir.

Bu korelasyonlar için “dolanıklık” gibi farklı bir kelime kullanmamızın nedeni, kuantum korelasyonlarının yukarıdaki marul-kanser örneğindeki gibi klasik korelasyonlardan çok farklı özelliklerinin olması (bunu bize ilk defa 60’lı yıllarda John Bell gösterdi). Dolanıklığı ilginç yapan asıl bu özellikleri. Ne yazık ki bu özelliklerinin ne olduğunu burada açıklayamıyoruz. Bilim adamları bile bu korelasyonları ölçmek için oldukça karmaşık formüller kullanıyorlar. Dolanıklığın çok anılan ilginç özelliklerinden birisi, güvenilirliği kesin olarak ispatlanabilen şifreleme sistemlerinin geliştirilmesine olanak vermesi (bunu klasik sistemlerle yapmak mümkün değil).

KUANTUM BİLGİSAYARLARIN OLUŞMASINDA NANOTEKNOLOJİNİN ÖNEMİ
Nanoteknolojinin önemi, atomlar ve moleküller seviyesinde (1 ila 100 nanometre (nm) skalasında) çalışarak, gelişmiş ve/veya tamamen yeni fiziksel, kimyasal, biyolojik özelliklere sahip yapılar elde edilmesine imkan sağlamasından kaynaklanmaktadır. Teknik açıdan açıklamak gerekirse malzeme özellikleri ve cihazların çalışma prensipleri, genel olarak 100 nm’ den büyük boyutları temel alarak yapılan varsayımların sonucunda ortaya çıkarılmış geleneksel modelleme ve teorilere dayanmaktadır. Kritik uzunluklar 100nm’ nin altına indiğinde ise geleneksel teori ve modeller ortaya çıkan özellikleri açıklamakta çoğu zaman yetersiz kalmaktadır.

KUANTUM BİLGİSAYARLARIN OLUŞMASINDA NANOTEKNOLOJİNİN ÖNEMİ
Daha sağlam, daha kaliteli, daha uzun ömürlü ve daha ucuz, daha hafif, daha küçük cihazlar geliştirme isteği bir çok iş kolunda gözlenen eğilimlerdir. Minyatürüzasyon olarak tanımlanabilecek bu eğilim bir çok mühendislik çalışmasının temelini oluşturmaktadır. Minyaturizasyonun, kullanılan parçaların daha az yer kaplamasından çok daha önemli getirileri vardır. Minyaturizasyon üretimde daha az malzeme, daha az enerji, daha ucuz ve kolay nakliye, daha çok fonksiyon ve kullanımda kolaylık olarak uygulamada kendini göstermektedir.

KUANTUM BİLGİSAYARLARI NELERİ DEĞİŞTİREBİLİR?
Kuantum bilgisayarlar silikon bilgisayarlara göre bir takım potansiyel üstünlüklere sahip olsa da, herhangi bir teknolojiyi geliştirmek için geçen zaman, azımsanmayacak kadar çoktur. Elektron tüplerden günümüz yongalarına ulaşmak ne kadar zaman aldıysa, belki çok daha fazlası Kuantum bilgisayarların kullanılır hale gelmesi için harcanacak. Kuantum bilgisayarları silikon bilgisayarlara rakip olabilir biçimde bir düşünce şu an için uzak bir tahmin. Kuantum bilgisayarlarında şu an mümkün olan en basit algoritma gerçekleşebiliyor. Kuantum bilgisayarlarının ticari ve bilimsel amaçlarla var olması içinse uzunca bir süre beklememiz gerekebilir.

BİT’ LERDEN QUBİT’ LERE
Kuantum bilgisayarlarında günümüzdeki bilgisayarların çalışma prensibi olan bit, yani 0 ve 1 kullanılıyor. Fakat bir farkla ‘Qubits’ olarak bilinen bit Kuantum teorisine eş zamanlı biçimde hem 1 hem de 0 olabiliyor. Kuantum fizikçileri bu hem 1’i hem de 0’i aynı anda ifade edebilme halinin Superposition olarak nitelendiriyorlar. Potansiyel olarak sayısız Superposition bulunması, çok sayıda eşzamanlı işlemin yapılabilmesi demek. Günümüz bilgisayarlarında en iyi ihtimalle 30 nm aralığına inebilen transistorların yerini, moleküler büyüklüğündeki Qubit’ ler alıyor. Qubits’ lerin molekül düzeyinde olması küçük ve yüksek performanslı bilgisayarların oluşturulabilmesi anlamına geliyor. Günümüz bilgisayarları, trilyonlarca bayt bilgi içinde bir kelimeyi bir aya yakın sürede bulabilirken, eşzamanlı işlem yapabilen Kuantum bilgisayarları bu işi teoride yarım saate indirebilir.

BİT’ LERDEN QUBİT’ LERE
Kuantum bilgisayarları moleküler düzeyde olduğundan bu hesaplamanın sonucu almak hesaplamayı yapan oluşumu, yani Superposition’ u olumsuz etkileyebiliyor. Bilim adamları Superposition’ u etkilemeden almada manyetik rezonans (MR) tekniğinin kullanıyorlar. Fakat Kuantum bilgisayarları alanında sevindirici gelişmeler de var. Rowland Enstitüsü ve Harvard – Smithsonian astrofizik merkezinden bilim adamlarının oluşturduğu diğer bir grup bilim adamı ışığı yavaşlatıp durdurabilmeyi başardılar. Harvard – Smithsonian astrofizik merkezinden bilim adamları, fotonları bir gaz bölmesinde durdurmayı başardılar. Fotonların bu biçimde maniple edebilmesi Kuantum bilgisayarda ve bunların fiber optik kablolarla birbirlerine veri iletiminde kullanılabilmesi oldukça heyecanlandırıcı.

SONUÇ OLARAK… 15 sene önce 8MHz hızında çalışan PC ‘leri kullanıyorduk ve 3GHz gibi hızlara ulaşmak inanılmaz gibi görünüyordu. Acaba 10 sene sonra da o zamanlar 2.4GHz PC ‘leri kullanırdık diyerek gelinen noktaya inanamayacak miyiz? Bilim adamlarının yürüttüğü çalışmalar hiç durmadan devam ediyor. Atomlar arasındaki bağlar ve bu bağlarda yapılacak değişiklerle ne gibi farklı sonuçlar elde edebileceği araştırılıyor. Araştırmalar sonucunda küçük de olsa sevindirici gelişmeler var ve bu sayede daha büyük adımlar atılabilecek. Bu değişikliklerin ne zaman gerçekleşeceği bilinmese de hedef ortada… Dünya genelindeki bu çalışmalara bizlerin seyirci kalmaması, aksine her alanda olduğu gibi nano-teknoloji konusunda da belirli yatırımların yapılması şarttır.

KAYNAKÇA http://www.nanoteknoloji.gen.tr/
Video Htt p://

Beni Dinlediğiniz için
TEŞEKKÜR EDERİM..

NANOTEKNOLOJİ ve KUANTUM BİLGİSAYARLAR

Benzer bir sunumlar

... konulu sunumlar: "NANOTEKNOLOJİ ve KUANTUM BİLGİSAYARLAR"— Sunum transkripti:

Benzer bir sunumlar

Proje hakkında

Geri bildirim

Giriş

Sosyal ağ üzerinden giriş yapmak:

NANOTEKNOLOJİ ve KUANTUM BİLGİSAYARLAR

Benzer bir sunumlar

... konulu sunumlar: "NANOTEKNOLOJİ ve KUANTUM BİLGİSAYARLAR"— Sunum transkripti:

Benzer bir sunumlar

Proje hakkında

Geri bildirim