Bilgisayarlarda bildiğimiz hız sınırlarını alt üst edecek kuantum bilgisayarlara doğru ilk başarılı deney gerçekleştirildi.
İngiltere'de Bristol Üniversitesi'nden araştırmacılar bir optik kuantum bilgisayar çipi prototipi oluşturmayı ve bu prototiple ilk kez bir matematiksel işlem gerçekleştirmeyi başardılar. Prototip, bir silikon çip üzerinde bulunan çok küçük boyutlarda silis dalga kılavuzlarından oluşuyor ve Shor algoritması olarak bilinen kuantum hesaplama yönteminin bir versiyonunu gerçekleştiriyor. Araştırmacılar, elde ettikleri sonucun, pratik anlamda kullanılabilir gerçek kuantum bilgisayarları üretmek yolunda önemli bir adım olduğunu vurguluyorlar.
Klasik fiziğin geçerliliğini yitirdiği ve yerini kuantum fiziğine bıraktığı küçük ölçeklerde işlem yapan cihazlarla yapılan hesaplamaya kuantum hesaplama deniyor; bu cihazlar teorik olarak tasarlanabilmekle birlikte ilk örnekleri günümüzde oluşturulmaya başlandı.
Ekip, prototipi 15 sayısının asal çarpanlarını hesaplamak için çalıştırdı ve 3 ve 5 sayılarını elde etti. Bir sayının asal çarpanlarının bulunması, güvenli internet iletişimi için kullanılan şemalar gibi modern şifreleme şemalarının kritik bir parçasını oluşturuyor.
Klasik bilgisayarlar işledikleri bilgiyi 0 ve 1 gibi iki durumda bulunabilen "bit"ler şeklinde kullanabilirken bir kuantum bilgisayarı parçacıkların aynı anda birden fazla durumunun "üstüste bulunabilmesi" (superposition) özelliğinden yararlanabiliyor. Böyle bir cihaz, prensipte, bir takım işlemlerde klasik bir bilgisayardan daha iyi iş görebiliyor. Örneğin bugün olası tüm sonuçları tek tek deneyerek güvenilir bir şifreyi kırmak yıllar alabilirken, kuantum bilgisayarlar paralel çalışabilen yapısı dolayısıyla bu süreyi teorik olarak saniyeler mertebesine düşürebiliyor.
Ancak uygulamada fizikçiler en basit kuantum bilgisayarı bileşenlerini oluşturmak için dahi büyük çabalar sarfettiler. Bunun sebebi, kuatum bitlerin (qubit) kırılgan doğası. Bir kuantum bitin durumunun çevresel faktörlerden çok hassas şekilde etkilenmesi bilgi iletimini, depolanmasını ve işlenmesini ciddi anlamda zorlaştırıyor.
İdeal kuantum bitler
En popüler kuantum bit seçeneğini fotonlar, yani ışık oluşturuyor, çünkü fotonlar fiber optik kablolar üzerinden ve hatta havadan çok büyük mesafeleri durum değiştirmeden katedebiliyor. Bunun sebebi tek tek fotonların normalde birbirleriyle etkileşmemeleri. Bununla birlikte, bu özellikleri nedeniyle fotonları kullanarak bilgi işleyecek cihazlar yapmak sorunlu hale geliyor; zira böyle cihazların çalışması için fotonların birbirleriyle etkileştirilmesi gerekiyor.
2003 yılında Jeremy O'Brien ve Avustralya Queensland Üniversitesi'nden araştırmacılar, tekil fotonlar için ilk CNOT geçidini üreterek bu sorunu çözdüler. Dijital elektronikte, belirli mantık işlemlerine karşılık gelen belirli fiziksel işlemler bu işlemler için geliştirilmiş "geçit"ler sayesinde gerçekleştiriliyor ve bu sayede bilgi iletiliyor, depolanıyor ve işleniyor. Bir CNOT geçidinin "hedef" ve "kontrol" olmak üzere iki girdisi bulunuyor ve bu geçidin herhangi bir kuantum bilgisayarının temel bir yapıtaşı olacağı düşünülüyor. Bununla birlikte bu ilk geçit, ayna ve demet ayırıcılar gibi konvansiyonel optik enstrümanlar kullanılarak oluşturuldu ve düzenek bütün bir laboratuar masasını kaplıyordu.
Geçen yıl O'Brien tarafından Bristol'de geliştirilen daha yeni bir versiyon aynı CNOT geçidinin yüzlerce versiyonunu yalnızca bir milimetre büyüklükte bir parça silikonun içerisine yerleştirilmiş olarak içeriyordu. Bu cihaz ayna ve demet ayırıcılar yerine akuple (birbirine bağlı) dalga kılavuzları kullanıyordu. Bu dalga kılavuzları, iyi bilinen endüstriyel süreçlerle, silikon substratların üzerinde mikron genişliğinde ışığa geçirgen silisten kanalların büyütülmesi ile üretilebiliyor.
http://haber.sol.org.tr/bilim-teknoloji/kuantum-bilgisayarlara-dogru-haberi-18362
