Bizimkisi klasik fizik tarafından yönetilen, bir filmin devam etmesi ya da duraklatılması, madeni bir paranın yazı ya da tura düşmesi ve bir kedinin hayatta ya da ölü olduğu bir dünya. Klasik fizik, günlük yaşantımızda deneyimlediğimiz şeydir. Atılan bir topun yörüngesine ve hızına göre, nişan alma becerinize de bağlı olarak değişebilecek bir şekilde topun nereye düşeceğini akla yatkın bir kesinlik ile tahmin etmek oldukça kolay, tabii ki istediğiniz yere düşmeyebilir de, ancak top bir kez elinizden çıktığında nereye gideceğini tahmin edebilirsiniz. Eğer yeterince güçlü bir şekilde fırlattıysanız, topun ayağınıza düşme ihtimali sıfırdır.
Ancak, küçülürseniz–ciddi manada küçülürseniz–atom altı dünyanın bizim makroskopik ölçekte deneyimlediğimizden çok daha farklı olduğunu hızlıca keşfedersiniz. Orada, top atmak bambaşka görünürdü.
Sonuçların olasılıklarla yönetildiği atom altı dünya, kuantum fiziğinin alanıdır.1 Klasik bağlamda gerçekleşmesi mümkün olmayan sonuçlar birdenbire mümkün hale gelebilir. Ne kadar sert atarsanız atın, top ayağınıza düşebilir! Sen ve top, elektronlar gibi atom altı parçacıklar haline gelir ve dolayısıyla kuantum fiziğinin yasalarına tabi olursunuz.
Kuantum fiziğini bu denli tuhaf ve bir bakıma sezgiye aykırı yapan şey, klasik fizikte hiçbir karşılığı olmayan bazı kuantum olgulardır. Kuantum parçacıkları birden fazla durumda süperpozisyonda bulunabilir, dolanık hale gelebilir ve davranışlarıyla ilgili belirsizlikler taşıyabilirler. Klasik dünyamızda deneyimlediğimiz hiçbir şey, bu özelliklerle eş değer değildir.
Kuantum parçacıklarının bu olağanüstü, sezgiye aykırı özelliklerinden, günlük yaşantımızda kullandığımız dijital cihazlar veya “klasik bilgisayarların” yapamayacakları şekilde hesaplamalarda yararlanılabilir. Buna kuantum hesaplama diyoruz.
Kuantum hesaplama, bir hesaplama sistemi olarak doğanın temel yasalarını kullanma yönüyle klasik hesaplamadan ayrılır.
Ve bu farklılık muazzam bir potensiyel taşır: genel anlamdaki inanış, yakın gelecekte kusursuz bir şekilde çalışan kuantum bilgisayarların, günümüzün en güçlü süper bilgisayarlarının bile çözemeyeceği bazı problemleri çözeceği yönündedir.
Kusursuz bir şekilde çalışan bu ideal kuantum bilgisayarına ulaşmak ve bu potansiyelin gerçekleştiğine şahit olmak için hâlâ çok yolumuz, aşmamız gereken bir dizi donanım engeli var. Ancak kusurlu yani hatalı kuantum bilgisayarlar bugün mevcut, hatta bazıları bulut ile genel kullanıma açık olmakla birlikte, araştırmacılar ve endüstri profesyonelleri yakın vadede faydalı kullanımları belirlemek ve donanımı geliştirmek için çalışıyorlar.
Bulunduğumuz noktada, kuantum bilgisayarların klasik bilgisayarlarımızın yerini almayacağını, sadece hesaplama olanaklarını genişleterek tamamlayıcı bir görev üstleneceklerini belirtmemiz önemli.
Kendi bilgisayarlarımızla harika bir şekilde yapabilecekken, art arda televizyon dizisi izlemek için kuantum bilgisayarlara ihtiyacımız yok. Klasik bilgisayarların iyi olmadığı şeyler için onlara ihtiyacımız var!
İlerideki hikayelerde çeşitli önemli kuantum olguları ve bunların kuantum hesaplamada nasıl kullanıldığı gösterilmektedir.
Hadi şimdi gelin hep birlikte Whiskerton’a gidelim, ne dersiniz?
Bölüm 2 - Hikaye - Schrödinger Günü
Kuantum fiziği atom altı, mikroskobik düzeye egemen olsa da, makroskobik düzeyde bile kuantum etkileri gösteren bazı süreçler vardır. Ancak bunlar tam olarak günlük yaşantımızda karşılaştığımız şeyler sayılmaz. ↩