Kuantum bilgisayarlarda güçlü yenilik: Majorana 1
Geçtiğimiz birkaç haftanın biraz gözden uzak kalan ama bence çok önemli teknolojik duyurusu, Microsoft’un Majorana 1 ismini verdiği çipi tanıtması idi. Bu bir kuantum çipi olarak tanıtılan, küçük boyutta ve sürdürülebilir çevresel koşullarda çalışabilen bir çip olarak alanının ilki oldu.
Bugüne kadar, büyük sermayelerinin desteği ile IBM, Google gibi şirketler kuantum bilgisayarlar alanında yatırımlar yaptılar. Bugün birkaç yüz kübitlik bilgisayarlar var ve bunlar bilimsel ilerleme aşamasındalar.
Özünde bugünün çipleri yeterli sayıda en temel OR, XOR vb işlemleri yapabilen kapıların bir araya geldiği çipler. İnşa edildikleri hali ile kullanılıyorlar. Kapasite belli, amaca göre performansı belli.
Kuantum bilgisayar ise aynı anda 0-1 arasında farklı değerler alabilen temel inşa bloklarını yeni bir kapı formunda (H Kapı) bir anlamda 0 ya da 1 ‘e yakın olmaya programlayabiliyor. Bu sayede H kapılardan oluşan bir çip, işin niteliğine göre bu kapıların bir anlamda programlanabilmesi ile o amaca özelleşebiliyor.
İşte, bu aynı zamanda 0 veya 1 olabilecek yani kuantum paralelliğe sahip olabilecek yapıların inşa yöntemleri de farklı tekniklerle olabiliyor. Süperiletkenler, iyon tuzakları, nötr atomlar, dönel (spin) elektronlar, ışık parçacıkları kübit temelini oluşturan yöntemlerden birkaçı.
Microsoft’un önerdiği yöntem ile de topolojik formda bir kübit oluşumu gerçekleşebiliyor. 1937'de Ettore Majorana tarafından teorisi ortaya konan, aynı anda hem madde hem antimadde olabilen Majorana ile kuantum hesaplamanın istediği kübit'ler inşa edilebiliyor.
Bu maddenin anlık durumu daha önce bildiğimiz maddenin katı, sıvı, gaz, plazma gibi hallerinden başka bir hal olarak (majorana hali) tanımlanıyor.
Majorana'nın diğer kübit üretme yöntemlerinden ana farkı çevresel etkilerden (ısı, radyasyon, gürültü) daha az etkilenmesi ve böylece beklendiği bit durumunda kalabilmesi olarak anlatılıyor. Bitin korunması da işlem sırasında bilginin değişmeden korunması anlamına geliyor.
Buna ek olarak da topolojik kübit yaklaşımının gelmesi ile beraber, bilgiler tek bir noktada değil de topolojik olarak inşa edilmiş kuantum sisteminin tamamında dağınık saklanabiliyor. Yani hataya direnci daha fazla oluyor.
Bu şu demek: Bugün belirlenmiş çevresel etkilerden ari ortamlarda çalışması gereken kuantum bilgisayarlar, artık topolojik kübit ve majorana ile halka inebilir.
Elbette halktan kastım şimdilik biz değiliz. Ama hesaplama işlemlerine zaten para harcayan ilaç şirketleri, finansal şirketler, güvenlik teşkilatları, akademiler gibi kurumlar, edinilebilir ve sürdürülebilir bir kuantum bilgisayara sahip olabilecekler.
Microsoft'un bu teknolojisine şüphe ile yaklaşan bilim adamları da yok değil. Ama her hâlükârda fizik biliminin katkısıyla en temeldeki bir değişiklik ile büyük devrimler oluştuğuna daha önce de tanık olduk. Önce transistörün keşfi ile tüplü hesaplama yerine transistörün kullanılması, sonra germanyum ve sonra da silisyumun kullanıldığı transistörler ile bugüne kadar geldik. O gün, bu madde ve yöntemler, malzeme, fizik ve kimya bilimlerinin bir çıktısı idi.
Bugün de benzer şekilde bir atılımın gelmesi yarı iletken kadar devrimsel bir değişim olabilecek, çağlar içinde olması beklenen ilerlemelerin yıllar içinde bir anda olmasına sağlayabilecektir.
