Kuantum bilgisayarlar neredeyse her sorunu çözebilecek makineler olarak hiper edildi. Yine de, yakın vadeli faydalarının daha dar olacağı daha net hale geliyor
Son on yılda, kuantum bilgi işlem milyar dolarlık bir endüstriye dönüştü. Herkes IBM ve Google gibi teknoloji devlerinden ABD ordusuna yatırım yapıyor gibi görünüyor.
Ancak, teknolojinin öncüsü olan Almanya’daki Max Planck Kuantum Optik Enstitüsü’ndeki Ignacio Cirac’ın daha ayık bir değerlendirmesi var. “Kuantum bilgisayar şu anda var olmayan bir şey” diyor. Çünkü gerçekten işe yarayan ve kullanımı pratik olan bir tane inşa etmek inanılmaz zordur.
Bu hikaye, uzmanların bilimde en akıl almaz fikirlerden bazıları hakkında nasıl düşündüklerini ortaya koyduğumuz özel kavramlarımızın bir parçasıdır. Devamını buradan okuyun
Geleneksel makinelerin “bitleri” yerine, bu bilgisayarlar bilgiyi kodlamak için kuantum bitleri veya kubit kullanır. Bunlar, küçük süper iletken devrelerden son derece soğuk atomlara kadar çeşitli şekillerde yapılabilir, ancak hepsinin inşa edilmesi karmaşıktır.
Üst kısım, kuantum özelliklerinin belirli tür hesaplamaları standart bilgisayarlardan daha hızlı yapmak için kullanılabilmesidir.
Bu tür hızlandırmalar, normal bilgisayarların egzotik fizik sistemlerini simüle etmekten yolcu uçuşlarını veya bakkal teslimatlarını süpermarketlere verimli bir şekilde planlamaya kadar mücadele ettiği bir dizi sorun için caziptir. Beş yıl önce, kuantum bilgisayarların bunları ve diğer birçok hesaplama zorluğunu iyileştireceği görülüyordu.
Bugün durum çok daha nüanslı. Daha büyük kuantum bilgisayarlar inşa etme ilerlemesi, kuşkusuz çarpıcı olmuştur ve birkaç şirket 1000’den fazla kubitli makineler geliştirmektedir. Ancak bu aynı zamanda Highore’un imkansız zorluklarını da ortaya koydu.
Büyük bir sorun, bu bilgisayarlar büyüdükçe, daha fazla hata yapma eğilimindedir ve bunları önlemenin veya düzeltmenin yollarını bulmanın beklenenden daha zor olduğu kanıtlanmıştır. Geçen yıl, Google’ın araştırmacıları şu ana kadar bu problemde en dikkat çekici göçü yaptılar, ancak buna rağmen tam teşekküllü, yararlı kuantum bilgisayarlar henüz burada değil – CIRAC’ın belirttiği gibi.
Bu nedenle, bu makineler için gerçekçi uygulamaların listesi bir zamanlar umduğumuzdan daha kısa olabilir. Biri inşa etmenin maliyetini, sunabileceği hayal edilen daha küçük tasarruflara karşı tartın ve birçok kullanım durumunda ekonomik anlam ifade etmeyebilir. Cirac, “En büyük yanlış anlama, bir kuantum bilgisayarın herhangi bir sorunu hızlandırabileceğidir” diyor.
Peki, hangi sorunlar hala kuantum hesaplamasından yararlanabilir? Kuantum bilgisayarlar şu anda güvenli iletişim için kullandığımız kriptografi sistemlerini kırabilir ve bu, teknolojiyi, güvenliği zorlanabilecek hükümetler ve diğer kurumlar için ilginç hale getirir, diyor Austin’deki Teksas Üniversitesi Scott Aaronson.
Kuantum bilgisayarların yine de yararlı olması gereken bir başka yer, malzemeleri ve kimyasal reaksiyonları modellemektir. Bunun nedeni, kuantum bilgisayarların kuantum nesneleri sistemi, elektronlar, atomlar ve moleküller gibi diğer kuantum sistemlerini simüle etmek için mükemmel bir şekilde uygun olmasıdır.
Maryland Üniversitesi’nden Daniel Gottesman, “Bunlar basitleştirilmiş modeller olacak; gerçek malzemeleri temsil etmeyecekler. Ancak sistemi uygun şekilde tasarlarsanız, fizikleri hakkında bir şeyler öğrenebileceğiniz gerçek malzemelerin yeterli özelliğine sahip olacaklar” diyor.
Kuantum kimya simülasyonları, uçuşları planlamaktan daha fazla niş gelebilir, ancak olası sonuçların bazıları-bir oda sıcaklığı süperiletken bulmak-örneğin dönüştürücü olacaktır.
Tüm bunların gerçekte ne kadar gerçekleştirilebileceği, kuantum algoritmalarına, kuantum bilgisayarlara nasıl çalışılacağını ve bu sinir bozucu hataların düzeltilmesine yardımcı olan talimatlara önemli ölçüde bağlıdır. Bu, Hollanda’daki Leiden Üniversitesi’ndeki Vedran Dunjko’nun zorlu yeni bir alandır, onun gibi araştırmacıları hangi bilgilerin ve hesaplamanın ne olduğu hakkında temel sorularla yüzleşmeye zorladığını söylüyor.
Dunjko, “Bu, sorunların sertliğini ve bilgi işlem cihazlarının gücünü incelemek için inanılmaz bir motivasyon sağlıyor” diyor. “Benim için bu, hayatımın önemli bir kısmını bu sorulara adamak için yeterli sebep olurdu.”
