Page 46 - bilgem-teknoloji-dergisi-10

Bilgi Güvenliği

Kuantum Bilgisayarlar ilgisayarlar, akıllı telefonlar, tabletler vb. bir- Kuantum algoritmalar, genellikle kübitlerin sü-
Dr. Kamil Otal - Uzman Araştırmacı / BİLGEM UEKAE

perpozisyonlarındaki her bir değerin ihtimali üze-
çok cihaz ile günlük hayatımızda kişisel bilgi-
ve Kriptoloji Blerimizi kolayca saklayabilir, işleyebilir ve bir- rinde aritmetik yapar ve istenen değerin ihtimali-
ni artıracak şekilde komutlar içerirler. Belli sayıda
birimize iletebiliriz. Bütün bu cihazlarda hesaplama
yineleme sonucunda, istenen değerin ihtimalinin
ve depolama birimi, bit olarak ifade edilir. Bir bitlik
kayda değer derecede yüksek olması beklenir. Bu
hafıza, aynı anda 0 ve 1 değerlerinden yalnızca bi-
rini saklayabilir ve dolayısıyla hafızada hangi değer
süperpozisyonunun istenen değere büyük bir ihti-
saklıysa ancak o değer işlenebilir. Günlük hayatımı- yinelemelerin sonunda ölçüm yapılırsa, kübitlerin
zın vazgeçilmez bir parçası olan bu cihazlardaki bit malle çöktüğü görülecektir.
bazlı çalışma prensibi, bellek ve hız kapasitesinde-
ki baş döndürücü gelişmeye rağmen, bilgisayarın Kuantum Bilgisayarların Avantaj ve
icat edildiği ilk günlerden bu yana değişmemiştir. Dezavantajları
Kübitlerde 0 ve 1
Peki, bütün hesaplama araçları bit bazlı çalışma değerinin aynı anda
prensibiyle işlem yapmak zorunda mı? Bundan taşınabilmesi, ku-
yaklaşık kırk sene önce, kuantum fizikçileri Benioff antum bilgisayar-
ve Feynman, elektron veya foton gibi atom altı par- lara yüksek paralel
çacıkların manyetik alanlarının ya da polarizasyon- işlem yapabilme ka-
larının yönleri kullanılarak bilgi saklanabileceği ve pasitesi sağlar. Bu
işlenebileceği fikrini önerdiler. Bu fikir o dönem için avantaj sayesinde,
çok ütopik karşılansa da, günümüzde kuantum bil- kuantum bilgisayar-
gisayarlar olarak ete kemiğe bürünmüş bir şekilde ların çeşitli zor opti-
karşımıza çıktı. mizasyon problem-
lerini çözmek gibi
Kuantum Bilgisayarların Çalışma Prensibi amaçlar için kulla-
Kuantum bilgisayarlarda atom altı parçacıkların be- nılarak askeri ve en-
lirli davranışları esas alınır. Çalışma prensibi, klasik düstriyel alanda hizmet edebileceği düşünülüyor.
bilgisayarlardaki gibi sadece 0 veya sadece 1 de-
ğeri taşıyabilen bitlere değil, aynı anda hem 0 hem Kuantum bilgisayarların en temel dezavantajı ihti-
de 1 değerini taşıyabilen kuantum bitlere (kübitlere) yaç duyulan fiziksel ortamdır. Kuantum bilgisayar-
dayanır. Bir kübit ölçüldüğünde belirli bir olasılıkla ların mutlak sıfıra (-273 °C) çok yakın bir sıcaklıkta
0 ve başka bir olasılıkla 1 değeri gözlemlenir. Öl- çalışması gerekir ve bu sıcaklıklar uzayda ulaşıla-
çüm yapmadan hangi değerin gözlemleneceği bili- bilecek en soğuk seviyedir. Bunu sağlamak için bü-
nemez ve ölçüm yaptıktan sonra kübitin başka bir yük ve güçlü soğutucu sistemlerine ihtiyaç duyulur.
değer alması mümkün değildir. İşte bu hem 0 hem Dolayısıyla, kuantum bilgisayarların akıllı telefonlar
de 1 değerini alabilme özelliğine süperpozisyon, ilk veya masaüstü bilgisayarlar gibi doğrudan kişisel
ölçüm yapıldığında belirli bir değer gözlemlenme- olarak kullanılamayacağı, ama internet üzerinden
sine de o değere çökme (collapse) denir. klasik bilgisayarlara uzaktan güçlü hesap hizmeti
1980’lerde Benioff ve Feynman, kuantum Dolayısıyla, 10 kübit üzerinde işlem yaparak o 10 sunabileceği, bu açıdan bakıldığında ilerde kuan-
tum bilgisayarların ve klasik bilgisayarların bir ara-
mekaniği ile bilgi saklanabileceği ve kübitin alabileceği 2^10=1024 farklı değer için iş- da kullanılabileceği söylenebilir.
işlenebileceği fikrini ortaya attı. Bu fikir o dönem lem yapmış oluruz. En son ölçüm yapıldığında 10 Kuantum Bilgisayarların Gelişim Durumu
kübitlik süperpozisyon, bu 1024 durumdan birine
için çok ütopik karşılansa da, günümüzde belirli bir ihtimalle çökecektir ve işlemlerin sonu- 21. yüzyılın başından bu yana, dünya üzerinde bir-
kuantum bilgisayarlar olarak karşımıza çıktı. cu bu çöken değer olacaktır. Dolayısıyla kuantum çok şirket ve araştırma kurumu tarafından çeşitli
kuantum bilgisayarlar üretilmekte ve geliştirilmek-
bilgisayarda çalışan algoritmalar (kuantum algorit-
malar) deterministik değildir, her çalıştırmada aynı tedir. Bu çerçevedeki son gelişmelerden önemli
sonucu vermeyebilir. olan ikisini şöyle özetleyebiliriz.

44 45