Yeni nesil bir bilgisayar teknolojisi ufukta beliriyor ve pek çok kişi bunun eninde sonunda insanlığın kullanabileceği bilgi işlem gücünü binlerce hatta muhtemelen milyonlarca kat artıracağını düşünüyor. Bu gerçekleşirse, yeni ilaçları keşfetmek ve test etmek veya iklim değişikliğinin etkisini anlamak gibi birçok hayati görevi yerine getirme hızımızı büyük ölçüde artırabilir. Kuantum bilgisayarlarının, araştırmacıların karmaşık bilgi işlem problemlerini ele alma biçiminde devrim yaratması bekleniyor. Konuya hızlı bir giriş yaptık belki de ama bu teknoloji yakın zamanda inanılmaz bir şekilde hayatımızı etkileyecek yönleri ile ön plana çıkıyor. Gelin biraz daha açıklayıcı bilgiler ile konuyu anlamaya çalışalım….
Kuantum teknolojisi nedir ve geleceğimizi nasıl etkileyecek?
Fizikçilerin kuantum fenomeni hakkında nasıl konuştuklarını okumak bazen kafa karıştırıcı olabilir. Ancak gerçekten anlamak istediğimiz tek şey, kuantum teorisinin günlük yaşamlarımız üzerindeki temel etkileri ve bu alandaki yeniliklerin geleceğimizi nasıl şekillendireceği. Başlangıç olarak kuantum teknolojisinin ne olduğunu kısaca açıklayalım. Kuantum teknolojisi, kuantum mekaniğinin yasalarından yararlanmaya ve bunlardan yararlanmaya dayanır. Kuantum teorisinin yaptığı şey, maddeyi oluşturan atomları ve atom altı parçacıkları yakınlaştırmaktır. Yerçekimine, Newton’un hareket yasalarına ve benzerlerine dayanan klasik fiziğin aksine, kuantum parçacıklarının kendi kuralları vardır. Bu parçacıklar kuantumsal davrandıkları için, bu tür davranışları açıklayan iki temel ilkeden bahsetmemiz gerekir:
1. Süperpozisyon
Süperpozisyon, bir kuantum sisteminin aynı anda birden fazla durumda olma yeteneğini gösterir. Kulağa biraz çılgınca gelse de, ölçülene kadar birçok durumda olabilen Schrödinger’in kedisine benziyor. Erwin Schrödinger tarafından 1935’te ortaya atılan bu düşünce deneyi bir kuantum süperpozisyon paradoksudur.Schrödinger, bu deneyle Kopenhag yorumundaki kuantum mekaniğinin problemlerini göstermek istemiştir. Bir kedi ölü ya da diri olabileceği rastgele bir duruma bırakılıyor ve karar vermek için gözlemlemeye ihtiyaç duyuluyor. Bu düşünce deneyi, kuantum mekaniğinin teorik yorumunu tartışmaya açtı. Schrödinger’in kedisi deneyinde; bir kedi, küçük bir şişe zehir ve radyoaktif bir kaynakla kapalı bir kutuya bırakılır. Radyoaktif kaynağın bir saat içinde ışıma ihtimali ışımama ihtimaline eşittir. Eğer içerideki sensör radyoaktiflik algılarsa küçük şişeyi kıran mekanizma çalışır, zehir kediyi öldürür. Kopenhag yorumuna göre bir saatin sonunda kedinin canlılık ve ölülük halleri eşdeğerdir. Yalnızca kutu açılıp gözlemlendiğinde bu durumlardan biri gerçek olur. (Kaynak : https://tr.wikipedia.org/wiki/S%C3%BCperpozisyon_prensibi_(fizik))
2. Dolaşma
Dolaşma, kuantum teorisi açısından, büyük mesafelerle ayrılmış olmasına rağmen iki atomun güçlü bir şekilde bağlanmasıdır. Bunlardan birinin özelliği değişirse, dolanık olan karşıt(icle) da bir anda değişir. Bu, atomlar evrenin zıt uçlarına yerleştirildiğinde bile olur.
Bunlar, şimdiye kadar kuantum teknolojisindeki en büyük gelişmelerden sorumlu olan iki kuantum ilkesidir. Günlük fizik standartlarına göre, bu özellikler tuhaf görünebilir, ancak kuantum fiziği sihir değildir. Matematiğin katı kuralları ve ilkeleri çerçevesinde araştırılmaktadır. Bu kuantum sistemlerinden bazıları günlük uygulamalarını buldu ve diğerleri ona giden yolu açıyor. Kuantum mekaniğinin sınırları sadece hayal edilebilir, çünkü sonunda kuantum dolaşıklığını ve kuantum süperpozisyonunu kontrol etmeyi öğreniyoruz. Her gün kullandığımız bazı teknolojiler, varlıklarını kuantum fiziği anlayışımıza borçludur. Hâlihazırda kullanımda olan birkaç kuantum teknolojisini adlandıralım:
Nükleer güç – Nükleer yapıyı anlamak için kuantum teorisi gereklidir. Çekirdeği oluşturan parçacıklar – protonlar ve nötronlar – nükleer kuvvetler tarafından güçlü bir şekilde birbirlerini çekerler ve çarpışmaları nükleer enerjiyi oluşturur.
Atom saati – Ağ zamanı, atomik saatler tarafından tutulur. Son derece kararlı ve tekrarlanabilir bir “tık” üretmek için bir durumdan diğerine elektronik geçişi “sarkaç” olarak kullanırlar.
Lazerler – Günümüzde lazerler bilim, tıp ve günlük teknolojilerdeki sayısız sorunun çözümüdür. Gelişimleri, Einstein’ın kuantum radyasyon teorisine ve daha sonra uyarılmış emisyondaki gelişmelere dayanıyordu.
Manyetik rezonans – Bir yaralanma geçirdiyseniz ve MRI taraması yaptırdıysanız, nükleer manyetik rezonanstaki gelişmeler ve “dönme” açısal momentum kuantum teorisi sayesinde tüm bunların mümkün olduğunu bilmelisiniz.
Yarı İletkenler – Yarı İletkenlik bir kuantum mekaniği olgusudur. Kuantum etkileri, gerçek bir elektronik devrime ve klasik bilgisayarların seri üretimine yol açan yarı iletkenlik ve katı hal transistörlerinin temelinde yatmaktadır.
Televizyon – Düz panel televizyon, LED arkadan aydınlatmalı ekran olarak bilinen şeye sahiptir. Bu, ışık yayan diyot olarak bilinen enerji tasarruflu bir ışık kaynağı kullanır.
Liste uzayıp gidebilir… Ancak, kuantum fiziğine dayalı mevcut teknolojiler daha da geliştirilebilse ve bugün bilinen sınırları yükseltebilse de, kuantum teorisinin bildiğimiz dünyayı dönüştürecek bazı vaatleri var. Bu konu ile alakalı başka bir makalede, (Kuantum alanında gelecekteki yenilikler) konusu işlenecektir.
Şimdilik teknoloji ve bilim ile kalın erenler ve canlar…
Bu makalenin tüm telif hakları yazar Semih Karakoç’a aittir. Kesinlik izin alınarak paylaşınız.
Tel: 05372854811