Kuantum Teknolojileri

 Kuantum Teknolojileri

Kuantum Teknolojileri

Günümüzde hazırlık ve ilk uygulama çalışmaları yapılan Bilişim, geleceği şekillendirecek teknolojilerden biri olarak gösteriliyor. Bugünkü süper bilgisayarlarda çözülmesi imkânsız olan bazı sorunları çözebilecek potansiyele sahip olan Bilişim’i anlamak için somut bazı örnekler vereceğiz fakat öncesinde, kavramsal bir giriş yapmakta fayda var.
Klasik fiziğin deneyimlerimizi ve sezgilerimizi, son olarak da bilgileri işleyiş biçimimizi tanımladığı bir dünyada yaşıyoruz. Ancak atom düzeyinde doğayı, kuantum mekaniği olarak bildiğimiz farklı kurallar yönetiyor. Mekaniğin rolü olan ve doğada bulunan sorunların çözüme ulaşması için (örneğin, moleküllerin davranışının anlaşılması) günümüzdeki klasik bilgisayarlar yetersiz kalıyor.
Bunun üstesinden gelmek için Richard Feynman 1981 yılında, mekaniği kurallarına göre bilgisayarlar üretmeyi önerdi. 30 yılı aşkın bir süre sonra IBM bunun gerçek olmasına yardımcı oluyor

Kuantum Bilişim nedir?

Bilişim, bugünün bilgisayarlarından önemli ölçüde farklı çalışıyor. Klasik bilgisayar, her bitin sıfır ya da 1’i temsil ettiği, bitleri kullanarak bilgileri işler. Öte yandan bir kübit, 1, 0 ya da aynı anda her ikisini de temsil edebilir. Buna da “superposition” (üstdüşüm) adı verilir. Diğer etkilerinin yanı sıra bu özellik, bilgisayarlarının bazı hesaplamaları normal bilgisayarlara göre çok daha hızlı bir biçimde yapabilmesini sağlar.
Akademi ve sektörel çevrede yapılan kuantum bilişim araştırmalarının birçoğu, evrensel bir bilgisayarı oluşturulmasına odaklıdır. Karşılaşılan önemli engellerden bazıları yüksek kaliteli kübitler oluşturulması ve bunların ölçeklenebilir bir biçimde bir araya getirilmesidir; böylece, karmaşık hesaplamalar denetlenebilir bir biçimde gerçekleştirilebilir.

Kuantum Teknolojiler Nerede Kullanılır?

Teknolojilerin bir kısmı halihazırda kullanıma başlanmış durumdadır. Günümüzde, lazerler, tranzistörler, yarı iletken cihazlar ve MRI görüntüleyiciler gibi teknolojileri kullanan cihazlar bulunuyor. Teknolojileri denilince akla ilk olarak bilgisayarlar ve hızlı hesaplama gelse de kuantum teknolojiler temel olarak dört alanda kullanılıyor;
KUANTUM SENSÖRLER
Frekans, elektrik – manyetik alan ve sıcaklık gibi fiziksel nicelikleri oldukça hassas şekilde ölçebilir. Ayrıca, sensörler değişik uygulamaları ile uydulardan uçaklara kadar farklı alanlarda kullanılabilir.
KUANTUM HESAPLAMA:
 Bilgisayarlar, klasik bilgisayarlardan farklı olarak kubitlerle işlem yapar ve veri saklar. Bu sebeple de hesaplamaları süper bilgisayarlardan bile hızlı yapar. Dolayısıyla hızlı bilgisayarlara ihtiyaç duyulan havacılık, tıp alanlarında birçok problemin oldukça hızlı çözülmesini sağlayacaktır.
KUANTUM -GÜVENLİ- İLETİŞİM:
 Bilgisayarların mevcut kriptografik sistemleri kolayca kırabileceği ve ciddi bir güvenlik açığı oluşacağı fark edilince, bu alanda da çalışmalar başlamıştır. Bu doğrultuda kuantum güvenli iletişim mekanizmaları -algoritmalar, anahtarlama sistemleri, kimlik denetleme gibi- üzerinde çalışmalar sürüyor.
KUANTUM SİMÜLASYONU:
 kompleks kuantum sistemlerinin süper bilgisayarlar ile modellenmesi mümkün değilken, kuantum simülatörler buna olanak vermektedir.

1) Ultra-Hassas Saatler

Güvenilir bir şekilde zamanı ölçebilmek, sadece sabahları sizi uyandıran saatler için önemli değildir. Saatler bizlerin teknolojik dünyasını senkronize eder, borsayı ve GPS gibi sistemleri sürdürebilmemizi sağlar. SABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nde (NIST) bulunan kuantum mantığına göre çalışan saat, ancak her 3,7 milyar yılda 1 saniye geri kalır veya ileri gider! 2014 yılında icat edilen ve yine NIST’te bulunan stronsiyum saat ise aynı hassaslığa 5 milyar yılda ulaşabilmektedir! Bu, Dünya’mızın şu andaki yaşından bile fazladır. Bu şekilde süper hassas atomik saatler, GPS navigasyon teknolojilerinde, telekomünikasyonda ve araştırma araçlarında kullanılmaktadır.

2) Kırılamaz Kodlar

Geleneksel kriptografi (şifrebilim) anahtarları kullanır: Bir gönderici bir anahtar kullanarak şifreyi kodlar, alıcı ise bir diğer anahtar kullanarak şifreyi çözer. Ancak bu süreçte birilerinin anahtarları yakalamasına ve şifre kodlarını ele geçirmesine engel olmak çok zordur. Bu sorun, kuantum anahtar dağıtımı (QKD) olarak bilinen yöntemle potansiyel olarak çözülebilir. QKD’de bilgiler fotonlarla gönderilir ve bu fotonlar rastgele kutuplanmışlardır. Kutuplanma, fotonun sadece bir düzlemde titreşmesine neden olur. Örneğin “yukarı aşağı” veya “sağa sola” gibi. Alıcı, polarize filtreler kullanarak şifreyi kırabilir ve sonrasında da seçili bir algoritma aracılığıyla bir mesajı güvenle şifreleyebilir. Gizli veri, halen normal iletişim kanallarıyla iletilebilir; ancak elinde birebir aynı kuantum anahtarı olmayan hiç kimse bu şifreyi kıramaz. Bu oldukça narin bir süreçtir, çünkü kuantum kuralları, polarize (kutuplanmış) fotonları “okumanın” onların fiziksel durumlarını değiştirmek zorunda olduğunu söyler. Böylece, şifreyi çalmaya yönelik her girişim, iletişimin taraflarını işkillendirmeye yetecektir.

3) Süper-Güçlü Bilgisayarlar

Üretilen çiplerin güvenilir ve kuantum hızlandırmasına açık olup olmadığı da kesin değildir. Yine de NASA ve Google, güçlerini birleştirerek D-Wave Two işlemcilerini kullanan bir Kuantum Yapay Zeka Laboratuvarı kurmuştur. Bristol Üniversitesi’nden araştırmacılar ise geleneksel kuantum çiplerini 2013’te internete bağlayarak, internet kullanabilen herhangi birinin kuantum kodlama öğrenebilmesini mümkün kıldı.

4) Gelişmiş Mikroskoplar

Şubat 2014’te Japonya’nın Hokkaido Üniversitesi’nden araştırmacılar Dünya’nın ilk dolanıklıkla güçlendirilmiş mikroskoplarını ürettiler. Bunu yapmak için diferansiyel girişim kontrast mikroskopisi denen bir teknik kullandılar. Bu tür mikroskoplar, bir madde üzerine iki foton ışını gönderirler ve ışığın girişim desenini incelerler. Bu girişim deseni, maddenin düz veya düzensiz yüzeyine göre farklılıklar gösterir. Dolanık fotonları kullanmak, mikroskobun elde edebileceği bilgiyi katlayarak arttırır; çünkü dolanık fotonlardan birini ölçmek, diğeri hakkında da bilgi verir.

5) Biyolojik Pusulalar

İnsanlar kuantum mekaniğinden faydalanan tek canlı değildir. Önde gelen bir teoriye göre Avrupa Nar bülbülü gibi kuşlar, göç yollarını kuantum mekaniğinin ürkütücü özelliklerinden faydalanarak bulurlar. Bu yöntem dahilinde ışığa duyarlı kriptokrom isimli bir molekül yer almaktadır. Kriptokromlar içerisinde dolanık elektronlar bulunduğu düşünülmektedir. Fotonlar göze girdiğinde, kriptokrom moleküllerine çarparlar ve onları parçalayacak kadar enerjiyi verirler. Bunun sonucunda iki reaktif molekül (radikal) oluşur. Bunlarda birbirinden ayrılmış ama halen dolanık elektronlar bulunur. Bu sayede hayvanlar, bu moleküllere dayalı manyetik bir “haritayı” görebilirler.

Berkay Kaşıkçı

17 aralık 2001 tarihin de doğdum ve kendimi bildim bileli elektronik cihazları tamiratı ile uğraş içindeyim. Akrabalarımızın ve ailelerimizin vesilesi ile bu yönde daha fazla yoğunluk verdim. Liseyi kazandığım gün ilk önceliğim uçak ve motor bakım meslek lisesiydi. listem de 3. sırada idi fakat gelmedi ve sağlık meslek lisesine gitmek zorun da kaldım . 4 sene boyunca sağlık dersleriyle yoğunlaştım ve burada eğitim görmeye başladım . Burada pek mutlu olmadığımı biraz geç fark ettim zaten çocukluk hayalini ben gerçekleştirememiştim burada ne işim vardı ? 4 sene sonun da üniversite sınavına girdim ve tek hedefim elektrik elektronik mühendisliği kazanmak idi. ve bu gerçekten çok zordu . Görmediğin derslerden çok zor sorularla  ve zor şartlar altında kazanmam gerekiyordu . Pes etmedim hırs ve azimle 2020 yılında elektrik ve elektronik bölümünü kazandım . Bir çok sertifikaya sahip ve öğrenmeye açığım . Burada bir çok eğitim paylaşılıyor bir çok danışman hocalarla eğitim veriliyor. Eğer siz de mühendis adaylarsanız ve öğrenmeye açıksanız burası tam size göre .Türkiye'yi daha iyi hale getirmek ve mühendis adaylarımızı yurt dışında ki rakiplerimizden çok daha iyi hale getirme dileğiyle kendinize iyi bakın...

Related post

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.