Kuantum Hesaplama Nedir? Kuantum Hesaplama Nasıl Yapılır?
Kuantum Hesaplama Nedir? Kuantum Hesaplama Nasıl Yapılır?. Kuantum hesaplama, inanılmaz derecede yüksek bir hızda muazzam miktarda bilgiyi işlemek için kuantum mekaniğini kullanır. Bir kuantum bilgisayarın, bir masaüstü bilgisayarın çözmesi yıllarca veya on yıllar alacağı bir sorunu çözmesi birkaç dakika ila birkaç saat sürer.
Kuantum hesaplama, yeni nesil süper bilgisayarların sahnesini oluşturuyor. Bu kuantum bilgisayarların modelleme, lojistik, trend analizi, kriptografi ve yapay zeka gibi alanlarda mevcut teknolojiden daha iyi performans göstermesi bekleniyor.
Kuantum Hesaplama Nedir?
Kuantum hesaplama fikri ilk olarak 1980’lerin başında Richard Feynman ve Yuri Manin tarafından hayal edildi. Feynman ve Manin, bir kuantum bilgisayarın verileri bir masaüstü bilgisayarın yapamayacağı şekilde simüle edebileceğine inanıyordu. Araştırmacıların ilk kuantum bilgisayarlarını inşa etmeleri 1990’ların sonlarına kadar değildi.
Kuantum hesaplama, hesaplamaları gerçekleştirmek için süperpozisyon ve dolanma gibi kuantum mekaniğini kullanır . Kuantum mekaniği, son derece küçük, izole edilmiş veya soğuk olan şeyleri inceleyen bir fizik dalıdır.
Kuantum hesaplamanın birincil işlem birimi, kuantum bitleri veya kübitlerdir. Qubit’ler, kuantum bilgisayarda tek atomların, atom altı parçacıkların veya süper iletken elektrik devrelerinin kuantum mekaniği özellikleri kullanılarak oluşturulur.
Qubit’ler, kübitlerin 1 veya 0 kuantum durumunda olabileceği için masaüstü bilgisayarlar tarafından kullanılan bitlere benzer. Kübitlerin farkı, aynı zamanda 1 ve 0 durumlarının üst üste binmesi olabilir, yani kübitlerin aynı anda hem 1 hem de 0’ı temsil edebileceği anlamına gelir.
Kübitler üst üste geldiğinde, iki kuantum durumu birbirine eklenir ve başka bir kuantum haliyle sonuçlanır. Süperpozisyon, birden fazla hesaplamanın aynı anda işlendiği anlamına gelir. Yani, iki kübit aynı anda dört sayıyı temsil edebilir. Normal bilgisayarlar, bitleri yalnızca 1 veya 0 olmak üzere iki olası durumdan birinde işler ve hesaplamalar birer birer işlenir.
Kuantum bilgisayarlar, kübitleri işlemek için dolanıklığı da kullanır. Bir kübit dolandığında, bu kübitin durumu başka bir kübitin durumuna bağlıdır, böylece bir kübit, gözlemlenmemiş çiftinin durumunu ortaya çıkarır.
Kuantum İşlemci, Bilgisayarın Çekirdeğidir
Kübit oluşturmak zor bir iştir. Herhangi bir süre boyunca bir kübit sağlamak için donmuş bir ortam gerekir. Bir kübit oluşturmak için gereken süper iletken malzemeler mutlak sıfıra soğutulmalıdır (yaklaşık eksi 272 Santigrat). Hesaplamadaki hataları azaltmak için kübitlerin arka plan gürültüsünden de korunması gerekir.
Bir kuantum bilgisayarın içi gösterişli altın bir avize gibi görünür. Ve evet, gerçek altından yapılmıştır. Bu, kuantum çiplerini soğutan bir seyreltme buzdolabıydı, böylece bilgisayar süperpozisyonlar oluşturabilir ve kübitleri herhangi bir bilgiyi kaybetmeden dolaştırabilir.
Kuantum bilgisayar, bu kübitleri, kontrol edilebilen kuantum mekaniği özelliklerini gösteren herhangi bir malzemeden yapar. Kuantum hesaplama projeleri, süper iletken tel döngüleri, elektronları döndürmek ve iyonları veya foton darbelerini yakalamak gibi farklı şekillerde kübit oluşturur. Bu kübitler yalnızca seyreltme buzdolabında oluşturulan donma altı sıcaklıklarda bulunur.
Kuantum Hesaplama Programlama Dili Nedir?
Kuantum algoritmaları verileri analiz eder ve verilere dayalı simülasyonlar sunar. Bu algoritmalar, kuantum odaklı bir programlama dilinde yazılmıştır. Araştırmacılar ve teknoloji şirketleri tarafından birkaç kuantum dili geliştirilmiştir.
Bunlar kuantum hesaplama programlama dillerinden birkaçıdır:
- QISKit : IBM’in Quantum Information Software Kit , kuantum programlarını yazmak, simüle etmek ve çalıştırmak için tam yığın kitaplıktır.
- S # : Microsoft Quantum Geliştirme Kiti’nde bulunan programlama dili . Geliştirme kiti, bir kuantum simülatörü ve algoritma kitaplıkları içerir.
- Cirq : Google tarafından geliştirilen, devreleri yazmak ve bu devreleri kuantum bilgisayarlarda ve simülatörlerde çalıştırmak için bir python kitaplığı kullanan bir kuantum dili .
- Orman : Kuantum programları yazan ve çalıştıran Rigetti Computing tarafından oluşturulan bir geliştirici ortamı.
Kuantum Hesaplamanın Kullanım Alanları
Gerçek kuantum bilgisayarlar son birkaç yılda kullanıma sunuldu ve yalnızca birkaç büyük teknoloji şirketinin bir kuantum bilgisayarı var. Bu teknoloji şirketlerinden bazıları Google, IBM, Intel ve Microsoft’u içerir. Bu teknoloji liderleri, çeşitli sorunları çözmek için üreticiler, finansal hizmet firmaları ve biyoteknoloji firmalarıyla birlikte çalışıyor.
Kuantum bilgisayar hizmetlerinin mevcudiyeti ve bilgi işlem gücündeki ilerleme, araştırmacılara ve bilim insanlarına daha önce çözülmesi imkansız olan sorunlara çözümler bulmaları için yeni araçlar sağlar. Kuantum hesaplama, inanılmaz miktarda veriyi analiz etmek, bu verilerle ilgili simülasyonlar oluşturmak, çözümler geliştirmek ve sorunları çözen yeni teknolojiler oluşturmak için gereken zamanı ve kaynakları azalttı.
İş dünyası ve endüstri, iş yapmanın yeni yollarını keşfetmek için kuantum hesaplamayı kullanıyor. İşte iş dünyasına ve topluma fayda sağlayabilecek kuantum hesaplama projelerinden birkaçı:
- Havacılık endüstrisi, hava trafiğini yönetmenin daha iyi yollarını araştırmak için kuantum hesaplamayı kullanıyor.
- Finans ve yatırım firmaları, finansal yatırımların risk ve getirisini analiz etmek, portföy stratejilerini optimize etmek ve finansal geçişleri çözmek için kuantum hesaplamayı kullanmayı umuyor.
- Üreticiler, tedarik zincirlerini iyileştirmek, üretim süreçlerinde verimlilik yaratmak ve yeni ürünler geliştirmek için kuantum hesaplamayı benimsiyorlar.
- Biyoteknoloji firmaları yeni ilaçların keşfini hızlandırmanın yollarını araştırıyor.
Bir Kuantum Bilgisayarı Bulun ve Kuantum Hesaplamayla Deney Yapın
Bazı bilgisayar bilimcileri, bir masaüstü bilgisayarda kuantum hesaplamayı simüle etmek için yöntemler geliştiriyor.
Dünyanın en büyük teknoloji şirketlerinin çoğu kuantum hizmetleri sunmaktadır. Masaüstü bilgisayarlar ve sistemlerle eşleştirildiğinde, bu kuantum hizmetleri, kuantum işlemenin (masaüstü bilgisayarlarla) karmaşık sorunları çözdüğü bir ortam yaratır.
- IBM, IBM Q ortamına , bulut aracılığıyla kullanabileceğiniz çeşitli gerçek kuantum bilgisayarlara ve simülasyonlara erişim sunar.
- Alibaba Cloud, özel olarak oluşturulmuş kuantum kodlarını çalıştırıp test edebileceğiniz bir kuantum bilişim bulut platformu sunar .
- Microsoft , Q # programlama dilini, kuantum simülatörlerini ve kullanıma hazır kodun geliştirme kitaplıklarını içeren bir kuantum geliştirme kiti sunar .
- Rigetti, şu anda beta sürümünde olan kuantum ilk bulut platformuna sahip. Platformları, Orman SDK’ları ile önceden yapılandırılmıştır.
👉 Öğrenci Gündemi’ ni İnstagram’dan Takip Etmek İçin Tıklayınız
