10 dakikada kuantum bilgisayarın izahı

Kuantum bilgisayar sadece bugün kullandığımız bilgisayarların daha güçlendirilmiş hali değildir; bu aslında tamamen başka, ortaya çıkan yeni bir bilimsel anlayışa-- ve daha çok bir miktar belirsizliğe dayanan bir bir şey. TED Fellow'u Shohini Ghose ile kuantum harikalar diyarına girin ve bu teknolojinin ilaçların değiştirilmesinde, kırılamayan kriptolar üretilmesinde ve bilginin ışınlanmasında nasıl bir potansiyele sahip olduğunu öğrenin.

Haydi bir oyun oynayalım.

Las Vegas'da olduğunuzu düşünün,

kumarhanedesiniz

ve oradaki bilgisayarlardan birinde
oyun oynamaya karar veriyorsunuz,

aynı solitaire ya da satranç oynar gibi.

Bilgisayar da aynı bir insan
gibi hamleler yapabiliyor.

Oyun yazı-tura.

Tura ile başlanıyor

ve ilk önce bilgisayar oynayacak.

Yazı-tura atmak onun seçimine bırakılmış

fakat siz sonucu göremiyorsunuz.

Şimdi sıra sizde.

Siz de parayı atabilir ya da
olduğu gibi bırakabilirsiniz,

sizin hamleniz rakibinize
yani bilgisayara gösterilmeyecektir.

Son olarak bilgisayar yine oynayacak,
parayı ister atar ister atmaz.

Bu üç turun sonunda

para açılır.

Eğer turaysa bilgisayar kazanır.

yazıysa siz kazanırsınız.

Yani oldukça basit bir oyun

ve herkes dürüstçe oynarsa
ve para da hileli değilse

oyunu kazanma şansınız yüzde 50.

Bunu doğrulamak için

öğrencilerimden oyunu bilgisayarlarımızda
oynamalarını istedim.

Pek, pek çok deneme sonucunda

kazanma oranı yüzde 50
veya yüzde 50'ye yakın oldu

beklendiği gibi.

Sıkıcı bir oyun gibi geliyor değil mi?

Fakat bu oyunu kuantum bilgisayarda
oynasaydınız ne olurdu?

Şimdilik Las Vegas kumarhanelerinde
kuantum bilgisayar yok

benim bildiğim kadarıyla,

fakat IBM çalışan bir
kuantum bilgisayar yaptı.

İşte burada.

Fakat, kuantum bilgisayar nedir?

Kuantum fizik atomların davranışlarını

ve elektron ve proton gibi

temel parçacıklarını tanımlamaktadır.

Bu nedenle kuantum bilgisayar
bu parçacıkların davranışlarını

kontrol ederek işlem görür,

fakat normal bilgisayarlardan tamamen
farklı bir şekilde.

Yani, kuantum bilgisayar sadece

şimdiki bilgisayarların
daha güçlüolanı değildir,

ampulün mumdan daha güçlü
olmaması gibi.

Daha daha iyi bir mum yaparak
ampül yapamazsınız.

Ampül daha derin bir
bilimsel anlayışa dayanan

farklı bir teknolojidir.

Benzer şekilde, kuantum bilgisayar da
kuantum fiziğine dayanan

yeni bir tür cihazdır

ve ampulün toplumu değiştirdiği gibi

Kuantum bilgisayarların, güvenlik
ihtiyacımız, sağlık hizmetimiz

ve hatta internet gibi
hayatımızın bir çok yönünü

etkilemesi için potansiyeli bulunmaktadır.

Bu nedenle dünyanın her yerindeki
şirketler, bu cihazları üretmek

ve ilgi çekici olan şeyin
ne olduğunu görmek için çalışıyor.

oyunumuzu kuantum bilgisayarda oynayalım.

Buradan IBM'in kuantum
bilgisayarına bağlanıyorum,

yani oyunu uzaktan oynayabilirim

ve siz de bunu yapabilirsiniz.

Bunu yapmak için, TED'den önceden
e-posta almayı unutmamalısınız,

Eğer oyunu oynarsanız

size parayı atmayı seçip
seçmediğinizi soracaktır.

Aslında, sizin daire ile kare arasından
birini seçmenizi istedik.

Bunu bilmiyordunuz, fakat daire
seçiminiz "parayı at"

kare seçiminiz ise "parayı atma"
anlamına gelmekteydi.

372 cevap aldık.

Teşekkür ederim.

Bu, 372 defa kuantum bilgisayara
karşı sizin tercihlerinizi kullanarak

oynayabiliriz anlamına gelmekte.

Oldukça hızlı bir oyun,

bu nedenle hemen buracıkta size
sonuçları gösterebilirim.

Maalesef, hiç de iyi bir iş
çıkartamamışsınız.

(Gülüşme)

Kuantum bilgisayar neredeyse
bütün oyunları kazanmış.

Operasyonel hatalar nedeniyle sadece
birkaç oyun kaybetmiş.

(Gülüşme)

Bu kazanma periyodunu nasıl başarmıştı?

Bu bir tür sihir veya aldatma
gibi görünüyor

fakat aslında, bu sadece aksiyondaki
kuantum fiziğidir.

İşte nasıl çalıştığı.

Normal bilgisayarlar yazı veya
turayı bit olarak simule ederler,

sıfır veya bir olarak

veya mevcut atma açık veya kapalı
sizin bilgisayarınızın içindeki çipte.

Kuantum Bilgisayar tamamen farklıdır.

Kuantum bit daha değişkendir,
binary olmayan bir yapısı vardır.

Üst üste konulmuş ve bir araya getirilmiş
sıfır ve birlerden oluşabilir,

bazı sıfır olma ihtimali ve bazı bir
olma ihtimali ile birlikte.

Yani, kimiliği bir spektrumdadır.

Örneğin, yüzde 70 sıfır

ve yüzde 30 bir olma ihtimalini
barındırabilir

veya 80-20 veya 60-40.

İhtimaller sonsuz.

Burada anahtar fikir

sıfır ve birin mutlak değerini terk
etmek zorundayız

ve bazı belirsizliklere
izin vermeliyiz.

Oyun boyunca,

Kuantum bilgisayar yazı ve turanın bu
değişken kombinasyonunu yaratmakta,

sıfır ve bir,

bu nedenle oyuncuların ne
yaptığı yazı veya tura

önemli değil,

üst üste çakıştırma zarar
görmemiş halde kalacaktır.

İki sıvının karıştırılması
gibi bir şey.

Karıştırın veya karıştırmayın,
sıvı karışım olarak kalır.

Fakat en son harekette,

Kuantum bilgisayar bir ve sıfırı
ayrıştırır,

mükemmel olarak turayı elde eder,
bu nedenle her zaman kaybedersiniz.

(Gülüşme)

Bunların hepsinin garip olduğunu
düşünüyorsanız, kesinlikle haklısınız.

Normal para tura ve yazının
kombinasyonundan oluşmaz.

Günlük yaşamımızda bu değişken
kuantum gerçekliğini

tecrübe etmiyoruz.

Bu nedenle kuantum tarafından
kafanız karıştırıldıysa

endişe etmeyin, demek ki anlıyorsunuz.

(Gülüşmeler)

Kuantum garipliğini daha önce
tecrübe etmememize rağmen

aksiyondaki çok gerçekçi
etkisini görebiliriz.

Kendiniz için olan dataları
gördünüz.

Kuantum bilgisayar kazandı

çünkü üst üste yapılan faaliyeti ve
belirsizliği kontrolü altında tuttu

ve bu kuantum özellikleri çok güçlü,

sadece yazı tura oyununu
kazanmak için değil

aynı zamanda gelecek kuantum
teknolojisini inşa etmek için de.

Şimdi size hayatımızı değiştirecek
potansiyel uygulamalar hakkında

üç örnek vereyim.

İlk olarak, kuantum belirsizliği
bir merkezden diğer bir merkeze

gönderilen mesajların kriptolanması
için kişiye özel anahtar oluşturabilir.

Bu durumda hackerlar,
kuantum belirsizliği nedeniyle

gizlice anahtarları mükemmel
bir şekilde kopyalayamazlar.

Anahtarları kırmaları için, kuantum
fiziğinin kanunlarını

kırmaları gerekecektir.

Bu tarz kırılamayan
kriptolar bankalar ve

diğer uluslararası kuruluşlar
tarafından test edilmektedir.

Bugün, dünya çapında 17 milyar
birbirine bağlantılı cihaz kullanmaktayız.

Sadece kuantum kriptolamasının
gelecekte yapabileceği etkiyi hayal edin.

İkinci olarak, kuantum teknolojisi sağlık
ve ilaç kullanımını değiştirecektir.

Örneğin, ilaç gelişimi için moleküllerin
dizayn ve analiz edilmesi

bugün önemli bir problemdir

ve bu yüzden moleküllerdeki tüm
atomların kuantum özelliklerini tam

olarak hesaplamak ve tanımlamak

süper bilgisayarlar için bile gerçekten
hesaplaması güç bir görevdir.

Fakat kuantum bilgisayar daha
iyisini yapabilir,

çünkü simule etmeye çalıştıkları
moleküller gibi

aynı kuantum özellikleri
kullanarak işlemektedir.

İlaç gelişimi için gelecek geniş
kapsamlı kuantum simülasyonları,

binlerce hayatı etkileyen
Alzheimer gibi hastalıkların

iyileşmesine yol açabilir.

Üçüncü olarak, benim favorim olan
kuantum uygulaması ise

fiziksel olarak bilgiyi transfer
etmeden

bilginin bir yerden diğer bir yere
ışınlanması uygulamasıdır.

Bilim kurgu gibi geliyor fakat
bu mümkün,

çünkü bu kuantum parçacıklarının
bu değişken yapısı

uzay ve zaman boyunca
bir şekilde birbirine kenetlenebilir,

bir parçacık ile ilgili
bir değişiklik yaptığınızda

bu diğerini de etkileyebilir

ve bu ışınlanma için bir kanal
oluşturabilir.

Bu zaten laboratuvar ortamında
gerçekleştirildi

ve ileride kuantum internetinin
bir parçası olabilir.

Henüz böyle bir ağa sahip değiliz,

fakat benim takımım kuantum
ağını kuantum bilgisayarda

simüle ederek bu olasılıklar
hakkında çalışıyor,

Ağ üzerindeki farklı kullanıcılar
arasında ışınlanma ,

yeterli data transferi

ve hatta güvenli oylama gibi

bazı ilginç yeni protokolleri
dizayn edip uyguluyoruz.

Yani, kuantum fizikçisi olmak
benim için çok eğlenceli bir şey.

Bunu çok fazla tavsiye ederim.

(Gülüşme)

Biz kuantum harikalar diyarında
kaşif olmak için yol alıyoruz.

Yakında hangi uygulamayı
bulacağımızı kim bilebilir.

Kuantum geleceğini inşa ederken;

dikkatli ve sorumlu
davranmak zorundayız.

Benim açımdan şahsen

kuantum fiziğini sadece kuantum bilgisayar
yapmak için bir araç olarak görmüyorum.

Kuantum bilgisayarları, bizim için,
geleceğin gizemini araştırmak ve

bizim tecrübelerimiz dışında kalan
bu gizli dünya hakkında daha

fazla şey ortaya çıkartacak
bir yol olarak görüyorum.

Biz insanlar ne kadar hayret vericiyiz,

evrene nispeten kısıtlı
erişimimiz ile

sadece hayal gücümüzü ve
becerimizi kullanarak

kendi ufkumuzdan çok ötesini
görebilmekteyiz.

Evren bizi, ne kadar inanılmaz
derecede ilginç ve sürprizlerle

dolu olduğunu göstererek
ödüllendirmektedir.

Gelecek temel olarak belirsizdir

ve bu bizi kesinlikle
heyecanlandırmaktadır.

Teşekkür ederim.

(Alkışlar)