{"id":3604,"date":"2023-03-12T20:56:51","date_gmt":"2023-03-12T20:56:51","guid":{"rendered":"https:\/\/bulutistan.com\/blog\/?p=3604"},"modified":"2024-01-20T10:37:58","modified_gmt":"2024-01-20T10:37:58","slug":"kuantum-bilisim-quantum-computing-nedir","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bulutistan.com\/blog\/kuantum-bilisim-quantum-computing-nedir\/","title":{"rendered":"Kuantum Bili\u015fim (Quantum Computing) Nedir?"},"content":{"rendered":"

Kuantum hesaplama<\/b>, matematiksel problemleri \u00e7\u00f6zer ve kuantum teorisinin ilkelerini kullanarak kuantum modellerini \u00e7al\u0131\u015ft\u0131r\u0131r. Modellemek i\u00e7in kulland\u0131\u011f\u0131 kuantum sistemlerinden baz\u0131lar\u0131 fotosentez, s\u00fcperiletkenlik ve karma\u015f\u0131k molek\u00fcler olu\u015fumlar\u0131 i\u00e7erir. <\/span>Fakat kuantum hesaplamay\u0131 ve nas\u0131l \u00e7al\u0131\u015ft\u0131\u011f\u0131n\u0131 anlamak i\u00e7in \u00f6nce k\u00fcbitleri, s\u00fcperpozisyonu, dolan\u0131kl\u0131k ve kuantum giri\u015fimini anlaman\u0131z gerekir.<\/span><\/p>\n

Kuantum Bili\u015fim (Quantum Computing) Nedir?<\/h2>\n

1. Qubit<\/h3>\n

Kuantum bitleri veya k\u00fcbitler<\/b>, kuantum hesaplamadaki temel bilgi birimidir. Geleneksel bilgi i\u015flemdeki geleneksel bir ikili bit gibidir. <\/span>Qubit’ler, ayn\u0131 anda birden fazla durumda olmak i\u00e7in s\u00fcperpozisyonu kullan\u0131r. \u0130kili bitler yaln\u0131zca 0 veya 1’i temsil edebilirken qubitler 0 veya 1 olabilir ve her iki durumun s\u00fcperpozisyonunda 0 ve 1’in herhangi bir par\u00e7as\u0131 olabilir.<\/span><\/p>\n

2. Superposition (S\u00fcperpozisyon)<\/h3>\n

Basit\u00e7e ifade etmek gerekirse kuantum s\u00fcperpozisyonu, kuantum par\u00e7ac\u0131klar\u0131n\u0131n t\u00fcm olas\u0131 durumlar\u0131n\u0131n bir kombinasyonunun oldu\u011fu bir moddur. Kuantum bilgisayar her par\u00e7ac\u0131\u011f\u0131 \u00f6l\u00e7er ve g\u00f6zlemlerken par\u00e7ac\u0131klar dalgalanmaya ve hareket etmeye devam eder. <\/span>Geleneksel bir bilgisayar gibi g\u00f6revleri s\u0131rayla ger\u00e7ekle\u015ftirmek zorunda kalmak yerine kuantum bilgisayarlar \u00e7ok say\u0131da paralel hesaplama \u00e7al\u0131\u015ft\u0131rabilir.<\/span><\/p>\n

3. Entanglement (Dolan\u0131kl\u0131k)<\/h3>\n

Kuantum par\u00e7ac\u0131klar\u0131, \u00f6l\u00e7\u00fcmleri birbirleriyle uyumlu hale getirebilir. Bu duruma girdiklerinde buna dolan\u0131kl\u0131k denir. Dolan\u0131kl\u0131k s\u0131ras\u0131nda di\u011fer birimler hakk\u0131nda sonu\u00e7lara ula\u015fmak i\u00e7in bir k\u00fcbitten al\u0131nan \u00f6l\u00e7\u00fcmler kullan\u0131labilir. Dolan\u0131kl\u0131k, kuantum bilgisayarlar\u0131n daha b\u00fcy\u00fck sorunlar\u0131 \u00e7\u00f6zmesine ve daha b\u00fcy\u00fck veri ve bilgi depolar\u0131n\u0131 hesaplamas\u0131na yard\u0131mc\u0131 olur.<\/span><\/p>\n

4. Giri\u015fim<\/h3>\n

K\u00fcbitler s\u00fcperpozisyonu deneyimledik\u00e7e, do\u011fal olarak kuantum giri\u015fimini de deneyimleyebilir. Giri\u015fim, k\u00fcbitlerin herhangi bir sebeple \u00e7\u00f6kme olas\u0131l\u0131\u011f\u0131d\u0131r. Giri\u015fim olas\u0131l\u0131\u011f\u0131 nedeniyle, kuantum bilgisayarlar bunu azaltmak ve do\u011fru sonu\u00e7lar sa\u011flamak i\u00e7in \u00e7al\u0131\u015f\u0131r.<\/span><\/p>\n

\u00c7o\u011fu bilgisayar bilimci, kuantum bilgisayarlar\u0131n hesaplanabilirlik a\u00e7\u0131s\u0131ndan klasik bilgisayarlara g\u00f6re hi\u00e7bir ek avantaj sa\u011flamayaca\u011f\u0131n\u0131 d\u00fc\u015f\u00fcnmektedir. Ba\u015fka bir deyi\u015fle, klasik bir bilgisayar teknik olarak bir kuantum bilgisayarla ayn\u0131 hesaplamalar\u0131 yapabilir, ancak bunu yapmak i\u00e7in gereken zaman ve hesaplama g\u00fcc\u00fc pratik olarak kullan\u0131\u015fl\u0131 de\u011fildir.<\/span><\/p>\n

Kuantum hesaplama, karma\u015f\u0131k hesaplamalar konusunda \u00fcst\u00fcnl\u00fck sa\u011flasa da; masa\u00fcst\u00fc uygulamalar\u0131, e-posta vb. \u00e7al\u0131\u015ft\u0131rmak gibi basit ve g\u00fcnl\u00fck bilgi i\u015flem g\u00f6revleri s\u00f6z konusu oldu\u011funda klasik hesaplamadan farkl\u0131 bir \u015fey yapmaz.<\/span><\/p>\n

\u00c7o\u011fu uzman, kuantum hesaplaman\u0131n ana ak\u0131m haline gelmesinin en az 20 y\u0131l uzakta oldu\u011funu tahmin etse de, 2030 y\u0131l\u0131na kadar ilk ticari kuantum bilgisayar\u0131n ortaya \u00e7\u0131kaca\u011f\u0131 tahmin edilmektedir. Kuantum bilgisayarlar\u0131n piyasaya \u00e7\u0131kmas\u0131 \u00f6nemlidir, \u00e7\u00fcnk\u00fc kuantum bilgisayar piyasaya s\u00fcr\u00fcld\u00fc\u011f\u00fcnde, potansiyel olarak kriptografi ve blok zinciri gibi bir dizi kritik teknolojiyi modas\u0131 ge\u00e7mi\u015f hale getirecektir. Ba\u015fka bir deyi\u015fle, mevcut siber g\u00fcvenlik y\u00f6ntemleri ortadan kalkacakt\u0131r.<\/span><\/p>\n

Bulutistan hizmetlerinin detaylar\u0131na ula\u015fmak i\u00e7in <\/span>t\u0131klay\u0131n\u0131z<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

Kuantum Bilgisayarlara Neden \u0130htiya\u00e7 Duyar\u0131z?<\/h2>\n

Bilim adamlar\u0131 ve m\u00fchendisler, zorlu sorunlar\u0131 \u00e7\u00f6zmek i\u00e7in s\u00fcper bilgisayarlar kullan\u0131r. Bunlar, binlerce CPU ve GPU \u00e7ekirde\u011fine sahip son derece g\u00fc\u00e7l\u00fc geleneksel bilgisayarlard\u0131r. Ancak s\u00fcper bilgisayarlar bile baz\u0131 sorunlar\u0131 \u00e7\u00f6zmekte zorlan\u0131r. Bir s\u00fcper bilgisayar hesaplamay\u0131 yapamazsa, b\u00fcy\u00fck olas\u0131l\u0131kla y\u00fcksek d\u00fczeyde karma\u015f\u0131kl\u0131\u011fa sahip bir sorunu ele almas\u0131 istendi\u011fi i\u00e7indir. Ancak, karma\u015f\u0131kl\u0131k, geleneksel bilgisayarlarda genellikle ba\u015far\u0131s\u0131zl\u0131\u011f\u0131n nedenidir.<\/span><\/p>\n

Tam da bu noktada di\u011fer klasik bilgisayarlardan veya s\u00fcper bilgisayarlardan \u00e7ok daha karma\u015f\u0131k sorunlar\u0131 \u00e7ok daha kolay ve h\u0131zl\u0131 bir \u015fekilde ele almak i\u00e7in tasarlanm\u0131\u015f kuantum bilgisayarlar kullan\u0131labilir.<\/span><\/p>\n

Kuantum Hesaplama Nas\u0131l \u00c7al\u0131\u015f\u0131r?<\/h2>\n

Kuantum devre hesaplama sistemleri, ikili kod yerine hesaplama yapmak i\u00e7in k\u00fcbitler, a\u00e7\u0131k, kapal\u0131 veya aralar\u0131nda herhangi bir de\u011fer olabilen bilgi i\u015flem birimleri kullan\u0131r. Qubit’ler, \u00f6l\u00e7\u00fclene kadar ayn\u0131 anda birden fazla durumda var olmak ve iki bit de\u011ferinde veriyi tutmak i\u00e7in s\u00fcperpozisyon ve dolan\u0131kl\u0131k gibi kuantum mekanik kavramlar\u0131n\u0131 kullan\u0131r.<\/span><\/p>\n

Detayland\u0131rmak gerekirse, g\u00fcn\u00fcm\u00fcz bilgisayarlar\u0131 0 ile 255 aras\u0131ndaki herhangi bir say\u0131y\u0131 temsil etmek i\u00e7in sekiz bit kullan\u0131rken, bir kuantum bilgisayar ayn\u0131 anda 0 ile 255 aras\u0131ndaki her say\u0131y\u0131 temsil etmek i\u00e7in sekiz k\u00fcbit kullanabilir. Bu yetenek, kuantum hesaplama sistemlerinin geleneksel bilgisayarlardan \u00e7ok daha h\u0131zl\u0131 hesaplamalar yapmas\u0131n\u0131 ve verileri i\u015flemesini sa\u011flar.<\/span><\/p>\n

Donan\u0131m s\u00f6z konusu oldu\u011funda, \u00e7o\u011fu <\/span>kuantum hesaplama sistemi <\/b>5 bile\u015fenden olu\u015fur:<\/span><\/p>\n

Kuantum veri d\u00fczlemi:<\/b> Kuantum hesaplaman\u0131n temel donan\u0131m\u0131, k\u00fcbitlerin fiziksel olarak bulundu\u011fu yerdir.<\/span><\/p>\n

Kontrol ve \u00f6l\u00e7\u00fcm d\u00fczlemi: <\/b>Qubit modellerindeki g\u00f6revleri gerekli k\u0131s\u0131tlamalarla tamamlar.<\/span><\/p>\n

Kontrol i\u015flemcisi d\u00fczlemi: <\/b>Derlenmi\u015f kodu kontrol ve \u00f6l\u00e7\u00fcm katman\u0131 i\u00e7in komutlara d\u00f6n\u00fc\u015ft\u00fcr\u00fcr.<\/span><\/p>\n

Kuantum mod\u00fcl\u00fc Ara Ba\u011flant\u0131s\u0131 – Quantum module Interconnect (QuIC’ler):<\/b> Kuantum durumlar\u0131n\u0131n belirli iki fiziksel serbestlik derecesi (maddi, elektromanyetik, vb.) aras\u0131nda transferine izin veren veya daha geni\u015f anlamda bir kuantum sistemini klasik olana ba\u011flayan cihazlar veya i\u015flemlerdir.<\/span><\/p>\n

Ana bilgisayar i\u015flemcisi: <\/b>A\u011flara, b\u00fcy\u00fck depolama dizilerine ve kullan\u0131c\u0131 aray\u00fczlerine eri\u015fimi y\u00f6neten klasik bir bilgisayard\u0131r.<\/span><\/p>\n

Kuantum hesaplama genellikle a\u015fa\u011f\u0131da listeledi\u011fimiz bu sistemlere g\u00fc\u00e7 veren 3 tip atom alt\u0131 kavramla ifade edilir, fakat bunlar\u0131n inan\u0131lmaz derecede karma\u015f\u0131k bilimsel kavramlar oldu\u011funu ve a\u015fa\u011f\u0131daki tan\u0131mlar\u0131n b\u00fcy\u00fck \u00f6l\u00e7\u00fcde basitle\u015ftirilmi\u015f oldu\u011funu unutmay\u0131n.<\/span><\/p>\n

S\u00fcperpozisyon<\/b> – Bir kuantum sisteminin \u00f6l\u00e7\u00fclene kadar ayn\u0131 anda birden fazla durumda olma yetene\u011fidir. \u201cSchr\u00f6dinger’in Kedisi\u201d olarak bilinen d\u00fc\u015f\u00fcnce deneyi, bu kavram\u0131 hem akademik ortamlarda hem de pop\u00fcler k\u00fclt\u00fcrde g\u00f6stermek i\u00e7in s\u0131kl\u0131kla kullan\u0131l\u0131r.<\/span><\/p>\n

Dolan\u0131kl\u0131k<\/b> – Dolan\u0131kl\u0131k, iki ba\u011f\u0131ms\u0131z nesnenin davran\u0131\u015f\u0131n\u0131n ba\u011flant\u0131l\u0131 oldu\u011fu kuantum mekaniksel bir olgudur. \u0130ki k\u00fcbit birbirine doland\u0131\u011f\u0131nda, bir k\u00fcbitte yap\u0131lan de\u011fi\u015fiklikler di\u011ferini do\u011frudan etkiler. Kuantum algoritmalar\u0131, zor sorunlar\u0131 \u00e7\u00f6zmek i\u00e7in bu ba\u011flant\u0131lardan yararlan\u0131r.<\/span><\/p>\n

Kuantum T\u00fcnelleme<\/b> – Par\u00e7ac\u0131klar\u0131n g\u00f6r\u00fcn\u00fc\u015fte k\u0131r\u0131lmaz enerji bariyerlerinden ge\u00e7ti\u011fi bir \u0131\u015f\u0131nlanma olgusudur. Paralel hesaplamalar\u0131 etkinle\u015ftirerek g\u00fc\u00e7 t\u00fcketimini potansiyel olarak 100 – 1000 kat azalt\u0131r.<\/span><\/p>\n

Kuantum algoritmas\u0131 nedir?<\/h3>\n

Kuantum algoritmas\u0131<\/b>, bir kuantum bilgisayarda y\u00fcr\u00fct\u00fclebilen herhangi bir algoritmad\u0131r. Kuantum algoritmalar\u0131, bir temel fark d\u0131\u015f\u0131nda klasik hesaplama algoritmalar\u0131na benzer: Ad\u0131mlardan en az biri belirgin bir \u015fekilde “kuantum” olmal\u0131d\u0131r (yani \u00fcst \u00fcste binme veya dolan\u0131kl\u0131k kullamal\u0131d\u0131r).<\/span><\/p>\n

A\u015fa\u011f\u0131dakiler dahil olmak \u00fczere \u00e7e\u015fitli <\/span>kuantum algoritmalar\u0131<\/b> vard\u0131r:<\/span><\/p>\n