KUANTUM BİLGİSAYARLAR PAZARLAMA MUCİZESİ Mİ?

Digital Report / Mayıs 2020

Süper hızlı kuantum bilgisayarlar için pratik uygulamalar henüz hazır değil. Fakat basit araştırmalardan uygulamaları araştırmalara geçildi.
Google, kuantum üstünlüğünü Nature Dergisi’nde ekim sonu yayımlanan bir makaleyle tüm dünyaya duyurdu. Peki ne oldu? Teknoloji devinin 53 kuantum bit (kubit) gücündeki Sycamore işlemcili kuantum bilgisayarı, bir süper bilgisayarın 10 bin yılda çözebileceği bir problemi 200 saniye içerisinde çözdü. Peki çok sayıda araştırmacının övünerek bahsettiği kuantum mucizesi bu mu?

Kuantum bilgisayarlar nasıl çalışıyor?
Klasik bir bilgisayar ikili sistemde bitleri 0 veya 1 değeri alarak işliyor. Kuantum bilgisayar ise kubitler kullanıyor ve bunlar aynı anda birden fazla değer taşıyabiliyor. Yani sadece 0 veya 1 değil, ikisi bir arada ve üstelik kuantum durumlarını üst üste bindirerek bu ikilinin farklı kombinasyonlarını taşıyabiliyorlar.

Bellek içeriğinde farklı durumlar aynı anda tutulabildiğinde, çok sayıda farklı hesaplama da aynı anda gerçekleştirilebiliyor. Her bir kubit, sadece ölçüldüğünde sabit bir değere sahip oluyor. Her kubit sistem performansını ikiye katlıyor, bu durumda 50 kubit için 2 ilâ 50 kombinasyondan söz etmek mümkün oluyor. Ayrıca her kubitteki bir değişiklik diğerinde de etkili oluyor.

Belirli bir problemin çözümünde ise hesaplamanın sonu kuantum bilgisayar işlemcisinin dalga fonksiyonuyla tanımlanıyor. Olasılık dağılımları her biriyle etkileşime giriyor ve yanlış çözümler birbirini ‘götürürken’, doğru çözümler büyüyor. Bu şekilde çok daha fazla veri ve daha karmaşık görevler doğrusal değil paralel olarak çalışan sistemde çok daha hızlı bir şekilde sonuca ulaştırılabiliyor.

“Kuantum üstünlüğü” bir pazarlama tabiri mi?
Bazı uzmanlar Google’ın 53 kubitlik kuantum bilgisayarına verilen bu görevin, normal bilgisayarlardan çok kuantum bilgisayarların gerçekleştirebileceği bir görev olduğu için üstün bir başarı sağlandığını düşünüyor.

Ancak bu adımı yine de küçümsemiyorlar ve teknik olarak mümkün olanın üst sınırını belirlemesini takdir ediyorlar. Bugüne dek 20 kubitlik kuantum sistemler varken, Google tek çipte 50 kubitin üzerine çıkarak çıtayı yukarıya çekiyor. Yakın zamanda 60-100 kubitlik kuantum bilgisayarlarında da karşımıza çıkacağı düşünülüyor.

IBM şüpheli yaklaşıyor
Süperbilgisayar konusunda uzman olan IBM de Google’ın yaklaşımını sorgulayanlar arasında.
Kuantum üstünlüğü üzerine adlı bir blog yazısı paylaşan IBM, aynı görevin klasik bir sistemde binlerce yıl yerine 2,5 günde gerçekleştirilebileceğini iddia ediyor. Üstünlük tabirinin de yanıltıcı olduğunu belirten IBM uzmanları, kuantum bilgisayarların klasik bilgisayarlara üstünlük kurmasının söz konusu olmadığını ve bu ikilinin farklı üstünlükleri olduğu için beraber çalışmalarının ideal olduğunun altını çiziyorlar.

53 kubit, IBM için sanılandan büyük bir işlem gücü anlamına gelmiyor. Şirketin araştırma merkezinde 53 kubitlik bir bilgisayar yer alıyor ancak IBM’in bu sistemle amacı, geniş kapsamda kuantum algoritmalarının ve programlarının güvenilir bir biçimde çalıştırılabilmesi, yeniden üretilebilmesi ve bunların laboratuvar dışından yönetilebilir olmasını sağlamak.

Kuantum üç işe yarayabilir
Pazar araştırma şirketi IDC’ye göre kuantum bilgisayarlar üç uygulama senaryo grubuna sahip: Sahtecilik tespiti gibi durumlarda patern algılama ve model eğitme için yapay zeka, kriptografi, kuantum kimya veya materyal araştırmaları için farklı senaryoların modellenmesi ve simülasyonu, son olarak da optimizasyon görevleri.

Kuantumdan beklenti:
Kullandığın kadar öde hizmetler

Kuantum bilişim üzerinde çalışan şirketler arasında IBM ve Google’ın yanında Amazon, Microsoft, D-Wave, Rigetti ve Atos yer alıyor.

Çoğu laboratuvar düzeyinde olsa da, 2027 yılına kadar 10 milyar dolarlık bir pazarın oluşması bekleniyor. Kuantum bilgisayarlarla oluşacak iş modeline dönük beklenti de kurumlara yönetilebilir bir hizmet şeklinde sunulması.

Şu andaki en büyük sıkıntı ise hata toleransı ve ölçeklenebilirlik. Bahsedilen iş modelinin gerçekleşebilmesi için 53 kubitten büyük sistemlere ihtiyaç var. Doğaları gereği hataya yatkın olan bu sistemlerin tek çalıştırılmaması ve hata düzeltecek unsurların sisteme dahil edilmesi gerekiyor. Her ne kadar kubitler için yeni materyaller hata oranını %0,01’e indirebilse de, sistemin -273,15 0 C’de çalıştırılabilmesi, büyük sistemler için zorluğu artırıyor. Ayrıca üzerindeki uygulamalar için de alışıldık programlama dilleri yerine aracı sistemler gerektiriyorlar. Örneğin IBM, bunun için bulut üzerinde IBM-Q sistemler ile aracılık ediyor. IBM bu konuda içinde Daimler ve Fraunhofer Enstitüsü’nün de olduğu bir ekosistem oluşturmuş durumda. Hedefleri ise önümüzdeki sene Almanya’da IBM Q System One kuantum bilgisayarı kurabilmek.

Şifreleme teknolojilerine yönelik tehdit gerçekçi mi? Kuantum sistemlerle ilgili endişelerin başında var olan şifreleme teknolojilerini tehdit etmeleri geliyor. Ancak bu endişe çoğu uzmana göre yersiz, çünkü 2048 bit RSA gibi kuvvetli bir şifrelemeyi çözmek için birkaç milyon kubitlik bir kuantum bilgisayar ve 100 gün gibi bir süre gerekiyor.

Ne zaman kullanılabilecekler?
Kuantum bilgisayarlar endüstrinin de desteğiyle basit araştırmalardan uygulamaları araştırmalara doğru geçiş yapıyorlar. Ancak gerçek hayat için pratik uygulamalar için önümüzde birkaç sene gibi bir vakit var. O zamana kadar hata toleransının düşürülebilmesi, büyük sistemlerin üretimindeki teknik sorunların aşılması ve soğutma için ideal ortamın oluşturulabilmesi gerekiyor.

Digital Report / Seçilmiş İçerikler


Digital Report Sayılar