Tarihimizin çoğunda, insan teknolojisi
beyinlerimizden, ateşten ve
mızraklardan meydana geldi.
Ateş ve mızraklar, enerji santralleri ve
nükleer silahlara dönüşürken
en büyük gelişme beynimize oldu.
1960'lardan beri, beyin makinelerimizin
güçleri üslü şekilde büyümeye devam ederek
bilgisayarların aynı anda hem daha küçük
hem de daha hızlı olmalarını sağladı.
Ama bu işlem fiziksel sınırlarına ulaşmak
üzere.
Bilgisayar parçaları bir atomun boyutuna
yaklaşıyor.
Bunun neden bir sorun olduğunu anlamak
için, bazı temel kavramlara bakmalıyız.
(Jenerik)
Özetle - Kurzgesagt tarafından
Bir bilgisayar çok basit şeyleri yapan çok
basit parçalardan oluşmuştur.
Bu parçalar bilgiyi sunar, işler ve
mekanizmaları kontrol eder.
Bilgisayar çipleri modüller içerir,
bu modüller mantık kapılarını ve
mantık kapıları da transistörleri içerir.
Bir transistör bilgisayarlardaki
bilgi işlemcisinin en basit formudur.
Temel olarak, gelen bilginin yolunu açıp
kapatabilen bir anahtar işlevi görür.
Bu bilgi "sıfır" veya "bir" olarak
ayarlanabilen "bit"lerden oluşur.
Bitlerin kombinasyonları da daha
karmaşık bilgileri temsil etmede kullanılır.
Transistörler, basit şeyler yapan mantık
kapıları oluşturmak için bir araya gelirler.
Örneğin, bir "VE" kapısının tüm girişleri
bir ise çıktısı bir olur,
ve tam tersi durumunda sıfır olur.
Mantık geçitlerinin birleşimleri nihayet
anlamlı modüller meydana getirir,
örneğin, iki sayıyı toplamak için.
Toplamaya yapabildiğinizde çarpma da
yapabilirsiniz, ve çarpmaya yapabildiğinizde de
esasen her şeyi yapabilirsiniz.
Tüm temel işlemler tam anlamıyla
birinci sınıf matematiğinden daha basit
olduğu için, bir bilgisayarı çok basit
matematik soruları cevaplayan
bir grup yedi yaşındaki çocuk olarak
hayal edebilirsiniz.
Yeterince büyük bir grubu astrofizikten
Zelda'ya her şeyi hesaplayabilir.
Ancak, parçalar sürekli küçüldükçe
kuantum fiziği olayı zorlaştırır.
Özetle, bir transistör sadece bir
elektrik düğmesidir.
Elektrik elektronların bir yerden başka bir
yere hareket etmesidir,
böylece düğme elektronların tek yönde
hareket etmesini engelleyebilen bir geçittir.
Bugün, transistörlerin tipik boyutu
14 nanometredir,
bu da HIV Virüsünün çapından
sekiz kat,
ve de bir beyaz kan hücresinden 500
kat daha küçüktür.
Transistörler birkaç atom
boyutuna küçüldükçe elektronlar kendilerini
(Burada gücün yok!)
engellenmiş bir yolun diğer tarafına
kuantum tünelleme denilen bir
yöntemle transfer edebilir.
(Merhaba dostum! Naber?)
Kuantum dünyasında, fizik alıştığımız
tahmin edilebilir şekillerden farklı işler
(Çark savaşlarına tam olarak ne kadar alışkınsın?) (Ne...?)
ve geleneksel bilgisayarlar artık
mantıklı gelmez.
Teknolojik ilerlememizin önündeki
gerçek bir fiziksel duvara yaklaşıyoruz.
Bu sorunu çözmek için, bilim insanları
kuantum bilgisayarları inşa ederek
bu olağandışı kuantum özelliklerini
kendi lehlerine çevirmeyi deniyorlar.
Normal bilgisayarlarda bitler bilginin
en küçük birimidir.
Kuantum bilgisayarları iki değerden birine ayarlanabilen kübitler kullanır.
Bir kübit herhangi bir iki düzeyli
kuantum sistemi olabilir,
manyetik alandaki bir
dönüş veya bir foton gibi.
Fotonun yatay veya düşey polarizasyonu
gibi,
sıfır ve bir bu sistemin muhtemel
durumlarıdır.
Kuantum dünyasında, kübit bunlardan
sadece biri olmak zorunda değildir,
aynı anda iki durumdan da bir miktar
olabilir.
Buna süperpozisyon denmektedir.
Ancak siz değerini, mesela fotonu
bir filtreden geçirerek test ettikten sonra
fotonun yatay veya düşey polarizasyondan
birini seçmesi gerekir.
İzlenmediği sürece kübit sıfır ve bir
ihtimallerininden oluşan bir
süperpozisyonun içindedir, ve hangisi
olacağını tahmin edemezsiniz.
Ama ölçtüğünüz anda iki belirli
durumdan birine geçer.
Süperpozisyon burada bir
oyun değiştiricidir.
Dört klasik bit tek seferde iki üzeri dört
farklı durumun birinde bulunabilir.
Bu 16 muhtemel kombinasyon eder, bunlardan
tek seferde birini kullanabilirsiniz.
Ancak süperpozisyon halindeki dört kübit, aynı anda
bu 16 kombinasyonun hepsinde bulunabilir!
Bu sayı eklenen her kübit için üslü
şekilde artar.
Yirmi tanesi aynı anda bir milyon
değer saklayabilir.
Kübitlerin sezgisel olmayan gerçekten
tuhaf başka bir özelliği de
dolanık olmalarıdır; bu kübitlerin ne
kadar uzakta olursa olsun
herhangi birinin aynı anda diğerinin durumuna
da tepki göstermesini sağlayan yakın bir bağlantıdır.
Bunun anlamı tek bir dolanık
kübiti ölçtüğünüzde eşlerine bakmadan
bu kübitin özelliklerini direkt
bir şekilde anlayabilirsiniz.
(Çok... fazla... bilgi...)
Kübit manipülasyonu da kafa karıştırıcı bir şeydir.
Normal bir mantık kapısı
girişlerin basit bir kümesini
alır ve tek bir belirli sonuç çıkarır.
Bir kuantum kapısı süperpozisyonların
girişini yönlendirir, ihtimalleri
dolanır ve sonuç olarak başka bir
süperpozisyon çıkarır.
Yani bir kuantum bilgisayarı birkaç kübit
ayarlar, ihtimalleri yönlendirmek
ve onları dolanık hale getirmek
için geçitleri uygular ve sonra süperpozisyonları
sıfır ve birlere çevirerek nihayet
sonucu çıkarır.
Bunun anlamı var olan sisteminizle hepsi
aynı anda yapılan bir sürü hesap alırsınız.
Sonunda çıkan tüm sonuçların sadece birini
ölçebilirsiniz ve bu sadece muhtemelen
istediğiniz sonuçtur, yani sağlamasını
alıp tekrar denemeniz gerekebilir.
Ama süperpozisyon ve dolanıklığın
ince noktalarını zekice açığa vurarak bu olay
normal bir bilgisayarda yapılabileceğinden
katbekat daha etkili yapabilir.
Kuantum bilgisayarları muhtemelen
evimizdeki bilgisayarların yerini alamayacak fakat
bazı alanlarda oldukça üstünlük sağlamaktadır.
(Hangisi benim favorim?)
Bunlardan biri veritabanı aramasıdır.
(Bu değil...)
Bir veritabanında birşeyi bulabilmek
için,
(Bu değil...) (...)
normal bir bilgisayar verilerin her birini
teker teker test etmek zorunda kalabilir.
(Hangisi benim favorim?) (..?) (!!!) (Oha, bu hızlıydı)
Kuantum algoritmaları bu zamanın
sadece kareköküne ihtiyaç duyarlar
ve büyük veribankaları için bu çok büyük
bir fark eder.
Kuantum bilgisayarlarının en meşhur
kullanım alanı BT güvenliğini mahvetmektir.
Şu anda, tarama, e-posta ve bankacılık
bilgileriniz herkese verdiğiniz açık bir
anahtarla sadece sizin çözebileceğiniz
mesajları oluşturan bir şifreleme yöntemi
sayesinde korunmaktadır.
Sorun bu açık anahtar aslında sizin
özel anahtarınızı hesaplamak için kullanılabilir.
Ne şanslı ki bunu normal bir bilgisayarda
yapmak tam anlamıyla deneme ve yanılmayla
geçen yıllar sürer.
(Kolay oyun...)
Ancak üslü hızlarda çalışan
bir kuantum bilgisayarında
(...kolay hayat.)
bunu kolaylıkla yapabilirsiniz.
Diğer bir heyecan verici yeni kullanım
alanı ise simülasyonlardır.
Kuantum dünyalarının simülasyonları
çok fazla sistem gücüne gereksinim duyar,
(Bu benim iç karmaşıklığımı yansıtmıyor!)
ve moleküller gibi çok daha büyük
yapılarda sıkça kesinlikten noksandırlar.
O zaman neden kuantum fiziğini
gerçek kuantum fiziğiyle simüle etmeyelim?
Kuantum simülasyonları proteinlerle ilgili
ilaçlarda devrim yapmamızı sağlayacak
bilgiler kazanmamızı sağlayabilir.
(Beyler, bu ineğe bakın!)
Şu anda kuantum bilgisayarlarının
sadece özel alanlarda çalışan bir
araç mı yoksa insanlık için büyük bir
devrim mi olacağını bilemiyoruz.
Sınırların nerede olduğuyla ilgili
hiçbir fikrimiz yok, ve bulmanın sadece
tek yolu var!
Bu video Avusturalya Bilim Akademisi
tarafından desteklenmiştir,
onlar da bilimde mükemmeliği destekleyip
yayan bir kuruluştur.
Bu konu ve benzer diğer konuları
http://nova.org.au/ adresinden daha
fazla öğrenebilirsiniz.
Onlarla çalışmak harikaydı, yani
sitelerine bir bakın!
Videolarımız ayrıca patreon.com 'daki
desteklerinizle mümkün olabilmiştir.
Eğer bizi destekleyip Kurzgesagt kuş
ordusunun bir parçası olmak istiyorsanız
Patreon sayfamıza bir göz atın!
Türkçe çeviriyi yapan: ArdyArd https://goo.gl/YjJNcg