Dünyanın İlk Programlanabilir Kuantum İşlemcisi

Fotoğraf: J. Burrus / NIST

Kuantum işlemciler, normal bilgisayarlarda 0 veya 1 şeklinde depolanan ve işlenen verinin atom veya iyonlarda işlenmesi mantığına dayanıyor. Normal işlemcilerde veriler transistörlerde işleniyor. Kuantum işlemciler üretilip kullanılabilirse, işlemci hızı ve kapasitesi günümüze oranla çok büyük boyutlarda artırılabilecek.

Bu teknoloji henüz emekleme aşamasında. Daha önce de tekil işlemler yapabilen kuantum işlemciler başarıyla denenmişti. Ancak ABD'deki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (National Institute of Standards and Technology - NIST) tarafından geliştirilmekte olan kuantum işlemci, 2 iyonu sayesinde 160 değişik işlem yapabiliyor. 2 iyon, normal bir işlemcide 2 transistöre karşılık geliyor. Şu an evlerimizde bulunabilen bir Pentium 4 işlemcide 100 milyondan fazla transistör olduğunu düşünürsek bu rakam çok az. Ancak teknoloji geliştiğinde bu sayı artacak. Bir iyonun veriyi işlemesi bir transistörden çok daha kısa zamanda gerçekleşiyor.

Denenmekte olan işlemcide iki adet Berilyum iyonu veriyi (1 ve 0'ları) işliyor. Bu iyonlarla beraber bulunan iki adet Magnezyum iyonu da Berilyum iyonlarının soğutulmasına yardımcı oluyor. İyonlar, morötesi lazer ışınlarıyla kontrol ediliyor. İyonlarla, dönüş pozisyonları ve birbirine bağlanmaları değiştirlerek veriler işlenebiliyor. İki iyon, fiziksel olarak temas etmese de birbirine "bağlanabiliyor" böylece birinin hareketinden diğeri etkileniyor. Bu özellik de işlemler sırasında kullanılıyor.

İşlemci henüz çok basit bir yapıda olduğu için klasik elektronik ve bilgisayar programlama teknikleri kullanılıyor. Yani 1940'lı - 50'li yıllardaki yöntemler, bugün tekrar işe yarıyor.

Kuantum işlemciler üretilebilirse, bugün, uzun işlemci zamanları gerektirdiği için çözülemeyen birçok problem çözülebilecek, kırılamaz denilen şifreler kırılabilecek.