

Yapay zekânın insanoğlunun çok ötesinde kapasitelere sahip olduğu son dönem Hollywood bilim kurgu yapıtlarında kuantum bilgisayarların yâda işlemcilerin adı mutlaka geçer oldu. Transcendence (2014), Person of Interest(2011-), The Machine (2008), Eagle Eye (2008)… Bunun başlıca sebepleri, kuantum fiziğine dayalı bir bilgisayar, kriptolu sistemleri rahatlıkla kırmaya, internetteki sunucularda ve diğer bilgi depolama merkezlerinde çok hızlı arama yapmaya, NP-zor kategorisinde yer alan ve çözüm uzayı çok geniş olan optimizasyon problemlerini çözebilmeye ve yapay zeka uygulamalarına yönelik bilgi işleme adına yeni kapılar açmasıdır.
Transcendence filminden bir kare
Teorikte yapılması planlanan kuantum bilgisayarını, günümüz bilgisayarlarının çok daha hızlısı olarak algılamak yanlış olur. Günümüz bilgisayarlarından tamamen farklı bir bilgi işleme sahip, yepyeni bir teknolojidir. İngiliz fizik profesörü ve kuantum bilgi işlemenin öncülerinden olan David Elieser Deutsch, bu teknoloji için “Paralel evrenler arasında işbirliği ile yararlı görevlerin gerçekleştirilmesini sağlayacak ilk teknoloji” olarak bahseder. İlk kuantum bilgisayarının satışını yapan D-Wave firmasının CEO’su Geordie Rose bu farkı karayolu taşımacılığı ile havayolu taşımacılığı arasındaki farka benzetir. Toprak unsuru üzerinde hareket eden arabayı klasik bilgisayarlara benzetirsek, hava unsurunda hareket eden bir uçak kuantum bilgisayar olacaktır. Uçakların varlığı, arabaları hayatımızdan çıkartmadı ama bize pek çok yeni imkânlar sundu. Uçuş sürelerini azaltıp mesafeleri daha yakınlaştırdı. Benzer şekilde kuantum bilgisayarlar çok daha farklı ve geniş bir bilgi işleme imkânı sunacak ama kopyala-yapıştır, metin görüntüleme, film oynatma vb… çoğu uygulama için gene silikon tabanlı bilgisayarlarları kullanacağız. Bunu Kadıköy’den Üsküdar’a uçakla gitmektense arabayla gitmenin çok daha kullanışlı olmasına benzetebiliriz. Kuantum bilgisayardan beklenilen bizi araba ile geçemeyeceğimiz okyanusların ötesine götürmesidir.
80’lerin başında Ünlü Fizikçi Richard P. Feynman tarafından ortaya atılan kuantum bilgisayar fikri üzerine ilk çalışmalar, 1994 yılında, AT&T Bell araştırma laboratuarlarında çalışan matematikçi Peter Shor’un, bu bilgisayarın sahip olacağı hesap gücünü, teorik olarak ispatlaması ile başladı. Kendi adıyla anılan Shor algoritması ile kuantum mekaniğinin temel özelliklerini kullanarak çalışan bir bilgisayarın büyük sayıların çarpanlarını çok hızlı bir şekilde bulabileceğini gösterdi. 250 basamaklı bir sayının asal çarpanlarını bulabilmek için klasik bir bilgisayarın 10125 adet farklı bölme işlemi yapması gerekir. ( 1 den başlayarak 125 basamaklıya kadar teker teker her sayıyı denemesi gerekecektir.) Bunun anlamı; günümüz bilgisayarlarından yüzlercesi ortak çalışsa bile, bu işlemi yapması yıllar sürecektir. Shor ise basit bir kuantum bilgisayarın bunu iki gün gibi bir sürede yapabileceğini kâğıt üzerinde gösterdi.
Kriptografi, matematiğin askeri ve devlet kullanımı ağır basan, gizli ve önemli bilgilerin aktarımı sırasında güvenliği sağlayan şifreleme sistemidir. Günümüzde internet üzerinde güvenli bilgi aktarımı yapacak herkes tarafından kullanılmaktadır. Örnek olarak, internet üzerinden yapılan alışverişlerde kredi kartı bilgileri kriptolu olarak iletilir.
Hâlihazırda kullanılan tüm kriptolu şifreleme sistemleri gücünü, büyük sayıların çarpanlara ayrılması problemindeki inanılmaz zorluktan alır. Shor ise olası bir kuantum bilgisayar ile bu güvenli sistemlerin kırılabileceğini gösterdi ve bu yeni teknoloji için devletlerin bütçe ayırmasını sağladı. Günümüz bilgisayarlarının ilk örnekleri olan Konrad Zuse’nin Z makinaları, İngilizlerin Colossus ve ABD ordusuna ait ilk genel kullanım amaçlı ENIAC, 1940’lı yılların savaş ortamında düşman şifrelerini çözmek için yapıldığını hatırlarsak, tarihi tekerrürler açısından kriptografi, yeniden, insanlığı derinden etkileyebilecek yeni bir teknolojinin önünü açmaktadır. 1940’lı yılların devasa bilgisayarlarından, 2000’lerin mobil cihazlarına ve süper bilgisayarlara her nesilde yer alan ve bilişimin öncü firmalarından IBM, hiç de sürpriz olmayacak şekilde kuantum bilgi işleme adına ilk laboratuarı kuran özel teşebbüs olmuştur. 2001 yılında 7 qbitlik (kuantum bilgisayarlarında kullanılan bilgi işleme birimi) işlemcileriyle 15 sayısını başarılı bir şekilde çarpanlarına ayırarak Shor algoritmasının geçerliliğini ve kuantum bilgisayarının bir hayal olmadığını da kanıtlamıştır.
2 Ocak 2014 tarihli sayısında Washington Post gazetesinde, ABD’nin casuslukla suçladığı, geçici sığınma izni ile Rusya’da yaşayan, eski NSA çalışanı Edward Snowden’ın sızdırdığı belgelere dayanarak, NSA’in dünyadaki bütün şifreleri kırabilecek bir kuantum bilgisayar üzerinde çalışma yaptığı iddiası bütün dünyada yankı uyandırmıştı. Haberde 80 mil. USD bütçeli Zor Hedeflere Sızma (Penetrating Hard Targets) adlı projenin hangi aşamada olduğu bilinmese de; hükümetler, banka ve araştırma projeleri gibi hassas hedeflerin ve özel korumalı sistemlerin kırılması hedeflendiği konu olmuştu.
Bilim kurgu filmlerinde karşılaştığımız yeni teknolojiler arasından, belki de hayatımıza ilk girecek kuantum bilgisayarlar ile ilgili yazı dizisi; başka hangi alanda neler vaat ediyor? Nasıl çalışması bekleniyor? Kendisini üstün kılan özellikleri neler? 2000’lerden günümüze hangi aşamada? Hangi kuruluşlar destek veriyor? İlk kuantum bilgisayarın satışını yapan D-Wave firması ve cihazı ne kadar etkili? Gibi sorulara cevaplar ile devam edecektir.
1 Ekim 2017
24 Eylül 2017
17 Eylül 2017
ha ha ha,
benim babam senin babanı döver, diye diye, kaynaklar hep israf oluyor ne yazık ki değil mi?
9 yaşında bir insan [2 üzeri 127] basamaklı herhangi bir sayının asal çarpanlarını hemen {saniyenin 450 milyonda birinde} bi’iznillah sezebilir.
“quatum machine”ye ise böyle bir sayının bırakın çarpanlarını hesaplatmayı, işlem yapılmamış hâlini bile tanımlayamayız.