Yeni Soru Sor
Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Sorulara Dön
Abdullah Töre
Üye
13

Kuantum bilgisayarları nedir ve nasıl çalışır?

Kuantum bilgisayarlarını anlayamıyorum bana basitleştirerek örneklendirerek anlatır mısınız mesela zaman kristallerini nasıl oluşturabiliyor?
1,071 görüntülenme
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Soruyu Takip Et
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Tüm Reklamları Kapat
2 Cevap
Sacid Çalbay
Sacid Çalbay
4,296 UP
Öğrenciyim araştırmayı seviyorum

En Basit Haliyle ‘Kuantum Bilgisayar’ Nedir, Nasıl Çalışır?

Kuantum bilgisayar nedir?

En net haliyle: Kuantum bilgisayarlar, kuantum mekaniğini kullanan bilgisayar türüdür, herhangi bir sıradan bilgisayardan çok daha yüksek ve verimli işlem gücüne sahiptirler.

Tüm Reklamları Kapat

Hala net değil, biliyoruz. Gelin yavaş yavaş olayı size açıklamaya devam edelim. Free Code Camp’ten esinlendiğimiz çok işe yarar bir örnekle devam edelim. Öncelikle -kuantum olmayan- klasik bilgisayarlarla işe başlayalım, temel bilgisayar özelliklerine bakalım:

Klasik bilgisayarlar, 0’lar ve 1’lerden oluşan diziler halinde bilgi depolarlar. Bu sayılarla şu an ekranda gördüğünüz bütün bilgiler size oluşur, videolar izlenir, resimler görüntülenirler.

Her 0 ve 1’in bulunduğu birime “bit” adı verilir, bitler içerisindeki değer 0 ila 1 arasında değiştirilerek bilgi depolanır.

Peki kuantum bilgisayarlar nasıl bilgi depolar?

Tüm Reklamları Kapat

Klasik bilgisayarların aksine kuantum olanlar, bit birimlerini kullanmazlar. Bunun yerine onlar “kübit” adı verilen birimlerle bilgi depolarlar. Her kübit, 1 veya 0 ile ayarlanabileceği gibi, aynı anda 1 ve 0 ile de ayarlanabilir. Peki bu ne demek?

Her 1’i EVET, her 0’ı HAYIR olarak varsayarsak, klasik bilgisayarlar EVET “veya” HAYIR seçenekleriyle bilgi depoluyorlar. Kuantum bilgisayarların kübitleri ise EVET “veya” HAYIR seçeneği ile birlikte, aynı anca EVET “ve” HAYIR seçeneğini içerebiliyorlar.

Hala karmaşık olduğunu biliyoruz, daha iyi bir örneğe geçelim:

Hikayeye göre bir seyahat acentesi işletiyor olun, bir grup insanın bir yerden başka yerlere gitmesini sağlayan kişi olun. Acentenize 3 arkadaş gelsin, bunların adı da sırayla Ali, Veli ve Osman olsun. Bu arkadaşları istedikleri yere göndermek için iki taksi ayarladığınızı varsayalım. Kimin hangi taksiye bineceğini de öğrenmeniz gerekiyor. Grup mecburen bölünecek ve bir kişi tek başına seyahat edecek.

Kimin yalnız gideceği, kimin daha az sevildiğini, grubun içinde hangi ikilinin daha samimi olduğunu göstersin. Ali ve Veli aynı taksiye binmeye karar versinler, Osman ise tek başına yolculuk yapsın. Bu durumda elimizdeki bilgiler şu şekilde olur:

Ali ve Veli arkadaş,

Ali ve Osman düşman,

Veli ve Osman düşmandır.

İlk önce sorunu klasik bilgisayarla çözelim:

İki taksiyi Taksi#1 ve Taksi#0 olarak adlandıralım

Tüm Reklamları Kapat

Yukarıda size üç satır bilgi vermiştik. Amacımız, bir araç içerisindeki dost sayısını maksimum, düşman sayısını da minimum tutmak.

Her insan, aralarındaki ilişkiden bağımsız olarak 2 taksi seçeneği olduğundan, 3 kişinin 2 taksiye bölünmesi için 8 farklı ihtimal elde ederiz. O ihtimaller de şöyle sıralanır:

Ali Veli Osman

Tüm Reklamları Kapat

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

Tüm Reklamları Kapat

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Elimizdeki 3 bitlik bilgiyle bu seçeneklerden herhangi birisini uygulayabiliriz, ancak bizim bir amacımız vardı. Bir araç içindeki dost sayısını olabildiğince yüksek, düşman sayısını da olabildiğinde az tutmak zorundayız. Dolayısıyla yukarıdaki 8 ihtimal arasından en iyilerini seçmek gerekiyor. Bunun için de o ihtimaller, aşağıdaki formülle puanlandırıyoruz:

(Aynı arabayı paylaşan dost sayısı) - (Aynı arabayı paylaşan düşman sayısı) = Puan

Örnek: Ali, Veli ve Osman aynı arabaya bindiklerinde 111 kombinasyonunu ele alırız. Bu ihtimalde aynı araç içinde 1 dost çift, 2 düşman çift bulunur. Dolayısıyla ihtimalin puanı, yukarıdaki formüle göre 1-2= -1 olur.

En iyi seçeneği bulmak için her ihtimali hesaplamak gerekir. Klasik bilgisayarlara göre bu hesaplama şu şekilde puanlanır:

Ali Veli Osman Puan sonuç

0 0 0 -1 Amaca uymuyor

Tüm Reklamları Kapat

0 0 1 1 En iyi ihtimal

0 1 0 -1 Amaca uymuyor

0 1 1 -1 Amaca uymuyor

1 0 0 -1 Amaca uymuyor

Tüm Reklamları Kapat

1 0 1 -1 Amaca uymuyor

1 1 0 1 En iyi ihtimal

1 1 1 -1 Amaca uymuyor

Gördüğünüz üzer 3 bitlik bilgiyi ancak ve ancak 001 ve 110 kombinasyonuyla programlarsak amacımıza ulaşıyoruz. Yani amaca uygun sadece 2 ihtimalimiz var.

Tüm Reklamları Kapat

3 yolcu ile hesapladığımız ihtimal sayısı 8 oldu. Peki ya 4 yolcu olsaydı? O zaman 16 ihtimal hesaplayacaktık. 5 yolcu olsaydı 32, 6 yolcu olsaydı 64, 7 yolcu olsaydı 128 itimali (biti) hesaplayacaktık.

Eğer 100 yolcumuz olsaydı, bunları taksiye değil de iki otobüse bindirmeye kalksaydık, 1 nobilyon ihtimal hesaplamamız gerekecekti. Yani şu kadar:

1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 !!!!!!!!!

ÖLME EŞEĞİM, ÖLME.

Tüm Reklamları Kapat

İşte kuantum bilgisayarlar tam da burada devreye giriyor. Gelin aynı sorunu kuantum bilgisayarlarla çözelim:

Hikayenin en başına, 3 arkadaşı 2 taksiye bölme aşamasına dönelim, bu kez elimizde bir kuantum bilgisayar var. Daha önceki 8 olası çözümü hatırlayalım:

Ali Veli Osman

0 0 0

Tüm Reklamları Kapat

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

Tüm Reklamları Kapat

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Klasik bilgisayarlarda bu 3 bitlik bilgileri kullanarak yalnızca her seferde birisini hesaplayabildik. Hatırlatma: Kuantum bilgisayarlarda bit değil, kübit vardı. Yani artık elimizde 3 kübitlik bilgi var. Klasik bilgisayarlar aynı anda sadece bir 3 bitlik kombinasyonu hesaplarken, kuantum bilgisayarlar aynı anda pek çok bilgiyi hesaplayabilir.

Tüm Reklamları Kapat

Bunu bulunduğunuz evrenin yanında var olan bir paralel evren olarak hayal edebilirsiniz. Evrenlerden birisinde Ali ve Veli aynı taksiye binerlerken, diğerinde Ali ve Osman aynı taksiye biniyor. Elimizde 8 farklı kübit olduğu için, bu kübitler bize 8 farklı paralel evren sunar.

Yani kuantum bilgisayarlardaki her bir hesaplanacak kübit kendi evrenine sahip olur. Bu kez aşağıdaki tablonun her bir satırını birbirlerine paralel olan, farklı ihtimallerin yaşandığı evrenler olarak varsayın:

Ali Veli Osman Evren sonuç

0 0 0 A Amaca uymuyor

Tüm Reklamları Kapat

0 0 1 B En iyi ihtimal

0 1 0 C Amaca uymuyor

0 1 1 D Amaca uymuyor

1 0 0 F Amaca uymuyor

Tüm Reklamları Kapat

1 0 1 G Amaca uymuyor

1 1 0 H En iyi ihtimal

1 1 1 L Amaca uymuyor

Aynı anda tüm evrendeki ihtimalleri kuantum bilgisayarlarla hesaplayabilirsiniz. Klasik bilgisayarların tüm ihtimalleri sırayla hesapladıklarını düşünürsek, ne kadar ihtimal varsa zamandan o kadar tasarruf ediyoruz demektir.

Tüm Reklamları Kapat

Tüm ihtimalleri kuantum bilgisayarlarla aynı anda puanlayabiliyoruz. Daha önce ulaştığımız 001 ve 110 ihtimallerine tekrar ulaşıyoruz. Unutmayın, 8 katı kadar daha kısa sürede bu sonuca ulaşabiliyoruz.

Her şey tamam da ne işe yarayacak bu kuantum bilgisayarlar?

Her bir potansiyel cevap için aynı anda hesaplama yapan bilgisayarlardan söz ediyoruz. Milyarlarca, desilyonlarca ihtimali aynı anda hesaplayan bilgisayarlar. İhtimal sayısı arttıkça, klasik bilgisayarlara kıyasla daha çok zaman kazandıran bilgisayarlar... Kullanım alanlarının kesinlikle sınırları yok.

Gelişmiş bir kuantum bilgisayar, evren simülasyonlarını çalıştırabilir. Hiç bilmediğimiz dünyalar hakkında verileri bu bilgisayarlarla işleyerek, neye benzedikleri hakkında fikir sahibi olabiliriz. Kuantum bilgisayarlar, gelecekte sanal dünya mimarilerinde kullanılabilirler.

Üstelik sorunlar, kuantum bilgisayarlar aracılığıyla sadece 1 en iyi çözüme ulaşmazlar. Aynı anda yapılan hesaplamalarla, birden fazla en iyi sonuç elde edilebiliyor. Bu sonuçlar insanlığa, insanlığın geliştirdiği bir teknoloji tarafından armağan ediliyor.[1]

Kaynaklar

  1. Ş. Kılınç. En Basit Haliyle ‘Kuantum Bilgisayar’ Nedir, Nasıl Çalışır?. (28 Ekim 2018). Alındığı Yer: Webtekno | Arşiv Bağlantısı
4
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Rafi Hızlı
Bilgisayar teknisyeni

Kuantum bilgisayarlar ile ilgili araştırma yaparken yapay zekadan(gemini) bilgi alıyordum, sorduğunuz soruya cevap olarak çok tatmin edici bir bilgi verdi sizinle paylaşmak istiyorum.

Kuantum Bilgisayar Örneği: Labirent Çözme

Diyelim ki karmaşık bir labirentte kayboldunuz ve çıkış yolunu arıyorsunuz. Klasik bir bilgisayar, labirentin tüm olası yollarını tek tek deneyerek çıkış yolunu bulmaya çalışır. Bu işlem zaman alabilir ve özellikle labirent büyük ve karmaşık ise çok uzun sürebilir.

Tüm Reklamları Kapat

Kuantum bilgisayar ise süperpozisyon ve dolanıklık prensiplerini kullanarak labirenti çok daha hızlı çözebilir. Süperpozisyon sayesinde kuantum bilgisayar, labirentin tüm olası yollarını aynı anda deneyebilir. Dolanıklık ise kuantum bilgisayara, labirentin farklı bölümlerindeki yolları birbirleriyle ilişkilendirerek en uygun yolu bulmasına yardımcı olur.

Klasik Bilgisayarın Yaklaşımı:

Başlangıç noktasından başlar.

Sol, sağ, ön veya arka olmak üzere dört olası yoldan rastgele birini seçer.

Tüm Reklamları Kapat

Seçtiği yolda ilerler.

Yolun sonuna gelirse ve çıkış yolu değilse, geri döner ve farklı bir yol dener.

Bu işlemi, çıkış yolunu bulana kadar tekrarlar.

Kuantum Bilgisayarın Yaklaşımı:

Labirentin tüm olası yollarını aynı anda temsil eder.

Süperpozisyon ve dolanıklık kullanarak, labirentin farklı bölümlerindeki yolları birbirleriyle ilişkilendirerek en uygun yolu bulur.

En uygun yolu bulduğunda, o yola doğrudan gidebilir.

Gördüğünüz gibi, kuantum bilgisayar klasik bilgisayara kıyasla labirenti çok daha hızlı çözebilir. Bu örnek, kuantum bilgisayarların süperpozisyon ve dolanıklık gibi prensiplerini kullanarak klasik bilgisayarların çözemediği problemleri nasıl çözebileceğini göstermektedir.

1
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Daha Fazla Cevap Göster
Cevap Ver
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close