1. Ana Sayfa
  2. Donanım
  3. Kuantum Üstünlüğü Olası Değildir, Bilim Diyor

Kuantum Üstünlüğü Olası Değildir, Bilim Diyor

Kuantum Üstünlüğü_723x445

Google bu sonbaharda en iyi klasik bilgisayarların elde edebileceğinden çok daha hızlı belirli bir kuantum hesaplaması yaptı. IBM, kendi klasik süper bilgisayarının hesaplamayı çok daha yüksek bir doğrulukla neredeyse aynı hızda gerçekleştirebileceğini ve bu nedenle Google duyurusunun “büyük bir şüphecilikle” ele alınması gerektiğini söyleyerek iddiasını hemen eleştirdi .

Bu ilk kez bir kişinin kuantum hesaplama konusunda şüphe duymasına neden oldu. Geçen yıl, Fransa’daki Montpellier Üniversitesi’ndeki teorik bir fizikçi olan Michel Dyakonov , pratik kuantum süper bilgisayarların hiçbir zaman elektrik ve bilgisayar mühendisliği amiral gemisi olan IEEE Spectrum’daki bir makalede inşa edilmemesi için bir takım teknik nedenler sundu .

Peki neler olup bittiğini nasıl anlayabilirsin?

Kuantum bilgisayar nedir?

Nedenini anlamak için, klasik bilgisayarlardan temelde farklı olduklarından, kuantum bilgisayarların nasıl çalıştığını anlamanız gerekir.

Klasik bir bilgisayar veri depolamak için 0 ve 1’ler kullanır. Bu sayılar bir devredeki farklı noktalardaki gerilimler olabilir. Ancak kuantum bilgisayar, kubit olarak da bilinen kuantum bitleri üzerinde çalışır. Onları genlik ve faz ile ilişkili dalgalar olarak hayal edebilirsiniz.

Qubitler özel özelliklere sahiptir: Aynı anda hem 0 hem de 1 oldukları süperpozisyonda bulunabilirler ve büyük mesafelerle ayrılsalar bile fiziksel özellikleri paylaşırlarsa dolaşmış olabilirler. Klasik fizik dünyasında olmayan bir davranış. Üst üste zaman deneyi etkileşime girer kaybolur kuantum durumu ile.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Google, Mesajlaşma ve İletişim Uygulamalarını Tek Bir Takım Altında Birleştiriyor

Süperpozisyon nedeniyle, 100 bitlik bir kuantum bilgisayar aynı anda 2100 çözümü temsil edebilir. Bazı problemler için, bu üssel paralellik, muazzam bir hız avantajı yaratmak için kullanılabilir. Örneğin bazı kod kırma sorunları, kuantum makinesinde üssel olarak daha hızlı çözülebilirdi .

Kuantum hesaplamalarında, kuantumların optimizasyon problemlerini hızlandırmak için kullanıldığı kuantum tavlama denilen başka bir daha dar yaklaşım vardır. Kanada merkezli D-Wave Sistemleri, bu amaç için qubit kullanan optimizasyon sistemleri geliştirdi, ancak eleştirmenler ayrıca bu sistemlerin klasik bilgisayarlardan daha iyi olmadığını iddia ediyorlar .

Ne olursa olsun, şirketler ve ülkeler kuantum hesaplamaya büyük miktarda para yatırıyorlar. Çin, 10 milyar dolar değerinde yeni bir kuantum araştırma tesisi geliştirirken, Avrupa Birliği 1 milyar Euro (1.1 milyar dolar) değerinde bir master plan geliştirmiştir . Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Kuantum Girişimi Yasası , beş yıllık bir süre boyunca kuantum bilgi bilimini desteklemek için 1,2 milyar dolar sağlıyor.

Şifreleme algoritmalarını kırmak birçok ülke için güçlü bir motive edici faktördür – başarılı bir şekilde yapabilselerdi, onlara büyük bir istihbarat avantajı verirdi. Ancak bu yatırımlar fizik alanındaki temel araştırmaları da teşvik ediyor.

Pek çok şirket, Google ve IBM’e ek olarak Intel ve Microsoft da dahil olmak üzere kuantum bilgisayarlar oluşturmaya zorluyor . Bu şirketler klasik bilgisayarların devre modelini taklit eden donanımlar üretmeye çalışıyorlar. Bununla birlikte, mevcut deneysel sistemlerde 100 qubitten az var. Kullanışlı hesaplama performansı elde etmek için, muhtemelen yüzbinlerce qubitlik makinelere ihtiyacınız var.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Guardian XO: Seni 20 kat daha güçlü yapan güçlü bir dış iskelet
blank
Google’ın Çınar camı, kuantum kriyostatlarında serin tutuluyor

Gürültü ve hata düzeltme

Kuantum algoritmalarının temelini oluşturan matematik iyi bir şekilde oluşturulmuştur, ancak geriye kalan göz korkutucu mühendislik zorlukları vardır.

Bilgisayarların düzgün çalışması için tüm küçük rasgele hataları düzeltmeleri gerekir. Kuantum bir bilgisayarda, bu tür hatalar ideal olmayan devre elemanlarından ve qubitlerin etraflarındaki çevre ile etkileşimlerinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenlerden dolayı, pençeler saniyenin bir kesirinde tutarlılığını kaybedebilir ve bu nedenle hesaplama daha kısa sürede tamamlanmalıdır. Herhangi bir fiziksel sistemde kaçınılmaz olan rastgele hatalar düzeltilmezse, bilgisayarın sonuçları değersiz olur.

Klasik bilgisayarlarda, eşik olarak bilinen bir kavramdan yararlanılarak küçük gürültü düzeltilmiştir. Sayıların yuvarlanması gibi çalışır. Böylece, hatanın 0,5’ten küçük olduğu bilinen tamsayıların iletilmesinde, eğer alınanlar 3.45 ise, alınan değer 3 olarak düzeltilebilir.

Fazlalık getirilerek başka hatalar düzeltilebilir. Böylece, eğer 0 ve 1 000 ve 111 olarak iletilirse, iletim sırasında en fazla bir bit hatası kolayca düzeltilebilir: Alınan bir 001, 0 olarak yorumlanır ve alınan bir 101, 1 olarak yorumlanır.

Kuantum hata düzeltme kodları klasik kodların bir genellemesidir, ancak çok önemli farklılıklar vardır. Birincisi, bilinmeyen boşluklar, fazlalığı hata düzeltme tekniği olarak kullanmak için kopyalanamaz. Ayrıca, hata düzeltme kodlaması yapılmadan önce gelen verilerde mevcut olan hatalar düzeltilemez.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR  Bu Yeni Çip, Klasik ve Kuantum Hesaplama Arasındaki Boşluğu Doldurabilir

Kuantum şifrelemesi

Gürültü sorunu, kuantum bilgisayarlarının uygulanmasında ciddi bir zorluk olsa da, insanların tek bir qubit ile uğraştığı kuantum şifrelemede öyle değil, çünkü tek bir qubit , ortamdan önemli bir süre boyunca izole kalabilir. Kuantum şifrelemesi kullanarak, iki kullanıcı, anahtar değişim sistemini kırabilecek hiç kimse olmadan, verileri güvende tutan, anahtar olarak bilinen çok büyük sayıları değiştirebilir. Bu tür anahtar değişimi, uydular ve deniz gemileri arasındaki iletişimi güvenceye alabilir. Ancak anahtar değiştirildikten sonra kullanılan gerçek şifreleme algoritması klasik kalır ve bu nedenle şifreleme teorik olarak klasik yöntemlerden daha güçlü değildir.

Kuantum şifrelemesi, ticari olarak, yüksek değerli bankacılık işlemlerinde sınırlı bir anlamda kullanılmaktadır. Ancak iki tarafın klasik protokoller kullanılarak onaylanması gerektiğinden ve bir zincir sadece en zayıf halkası kadar güçlü olduğundan, mevcut sistemlerden farklı değildir. Bankalar hala genel güvenlik kaybı olmadan anahtar değişimi yapmak için kullanılabilecek klasik bir kimlik doğrulama işlemi kullanıyor.

Kuantum kriptografi teknolojisi , mevcut şifreleme tekniklerinden önemli ölçüde daha güvenli hale geleceği takdirde odağını bilginin kuantum aktarımına kaydırmalıdır .

Yorum Yap