Quantum bilgisayarları günümüz bilgisayarlarından çok daha hızlı çalışabilen ve dijital bilgisayarların çözemediği birçok sorunu çözmeyi vadeden bilgisayarlardır. Bahsedilen hız artışı dijital bilgisayarların sınırını çok fazla aşan ve eğer düşünülen gerçekleştirilebilirse hayatımızı kökten değiştirecek bir hız artışıdır.
Örneğin Kriptoloji (şifreleme – şifre çözümleme) için çok büyük fırsat sunmaktadır. Sibernetik, akıl yürütme ve akıllı sistemler kuantum bilgisayarlarının kullanılacağı başka bir alan olacak. Yine uzayda canlı arama çalışmalarında uzaydan gelen akıllı sinyalleri tarayan günümüz bilgisayarları samanlıkta iğne arama örneğine çok benzer biçimde evrenin çok küçük parçasını tarayabiliyorlar. Kuantum bilgisayarları hem sinyal analizi hem tarama hızı sayesinde Seti projesine çok büyük katkı sağlayacaktır. Diğer bir alan hava tahmini için kullanılan sistemlerin çok daha ileri tarihlerde dahi hava tahmini yapmamıza imkan verecek olması. Bu gün ancak 4 yada 5 gün sonrasına kadar tahmin yapan meteorologlar kuantum bilgisayarları sayesinde 3 ay sonrasının hava tahminini doğru biçimde yapabileceklerdir.
Şimdi gelelim kuantum bilgisayarların çalışma prensiplerine. Günümüz bilgisayarları yani dijital bilgisayarlar transistörlerin 0 ve 1(kapalı ,açık) olma durumuna göre çalışır. Bilgisayardaki bütün bilgiler peşpeşe sıralanan kapalı-açık durumlarının farklı kombinasyonlarına göre belirlenir. Bu da kökeninde bir elektronun uyarılmış olması veya olmaması ile alakalıdır. Örneğin 1 Terabyte (TB) bilgi 2 üzeri 43 elektron gerektirir.
Kuantum bilgisayarları temelde yine elektronu kullanır fakat elektronun uyarılıp uyarılmadığını değil, elektronun kendi etrafında dönme (spin) özelliğinin Kuantum dolanıklık ilkesi en temel prensip olacaktır . Bu prensibe göre dolanık iki elektron birbirlerinin durumlarını mesafe farkı olmaksızın etkiler. Dolanık iki elektrondan biri soldan sağa dönerken(aşağı) diğeri açısal momentumun korunumu gereği sağdan sola döner(yukarı).Örneğin bu dolanık iki elektrondan biri dünyada diğeri Mars’da olsun. Dünyadaki aşağı dönen elektronun durumunu yukarı duruma getirdiğiniz an Mars’daki yön değiştir ve aşağı dönmeye başlar. Bu tam anlamıyla anlık gerçekleşir. Dolanıklık durumu şimdilik 10 km ye kadar test edilebildi. Bu durumda bir elektronun durumunu bilirsek diğerinin durumunuda bilebiliriz.
Kuantum bilgisayarlarındaki böyle dolanık iki elektrona qbit denir. Eğer 2 qbitlik bir sisteminiz varsa 2 üzeri 2 yani 4 olası kombinasyonunuz var demektir. Qbit sayısı arttıkça 2’nin katları biçiminde bilgi depolama kapasiteniz artar. Dijital bilgisayarlarda elektron sayısının 2 katı olan kombinasyon sayısı, Quantum bilgisayarlarında 2 üzeri qbit sayısı şeklindedir. Kabaca Örneğin elinizde 100 elektron varsa 200 olası kombinasyonunuz var demektir. Ama 100 qbitiniz varsa 2 üzeri 100 olasılığınız olur. Bilmem aradaki farkı anlamanıza yardımcı oldu mu?
Kuantum bilgisayarların önündeki en büyük engel dolanık qbit yaratılmasıdır. Çünkü dış etkiler dolanıklığın bozulmasına neden olmaktadır. En ufak bir manyetik alan sistemin bozulmasına neden olur. Benim bildiğim şu ana kadar 8 qbitlik bir dolanıklık bozunuma uğramadan sağlanmıştır. Ve bu alanda ciddi çalışmalar ciddi yatırımlar yapılmaktadır. Ülkemizde de Quantum dolanıklık üzerine çalışan araştırma grupları var. Eğer bir gün en az 100 qbitlik bir dolanık sistem yaratılabilirse bu kuantum bilgisayarları için bir başlangıç olacaktır.
