Gezintiyi Atla

Kübit nedir?

Kübit, kuantum bilişimdeki temel bilgi birimidir

Kübit hakkında açıklamalar

Tıpkı bir ikili bitin klasik (veya geleneksel) bilişimdeki temel bilgi birimi olması gibi, bir kübit (veya kuantum bit) de kuantum bilişimdeki temel bilgi birimidir. Kuantum bilişim, sağlık hizmetleri, enerji, çevre sistemleri, akıllı malzemeler ve daha fazlasında yeni keşiflere öncülük ediyor.

Kübit ve bit karşılaştırması

Kübitler, birden çok olası durumun süperpozisyonuyla temsil edilir

Bir kübit, iki durumun doğrusal bir kombinasyonunu elde etmek için süperpozisyonun kuantum mekaniği olgusunu kullanır. Klasik bir ikili bit, 0 veya 1 gibi yalnızca tek bir ikili değeri temsil edebilir. Bu, yalnızca iki olası durumdan birinde olabileceği anlamına gelir. Bununla birlikte, bir kübit, belirli bir 0 olma olasılığı ve belirli bir 1 olma olasılığı ile her iki durumun üst üste binmesinde 0, 1 veya 0 ve 1'in herhangi bir oranını temsil edebilir.

Süperpozisyon, kuantum bilgisayarlara üstün bilgi işlem gücü verir

Süperpozisyon, kuantum algoritmalarının, belirli problemleri çözmek için en hızlı klasik sistemlerin bile yapabileceğinden çok daha kısa bir sürede bilgiyi işlemesini sağlar.

  • Bir kübit sisteminin temsil edebileceği bilgi miktarı üstel olarak artar. 500 kübitin kolayca temsil edebileceği bilgiler, 2^500’den fazla klasik bit ile bile mümkün olamaz.
  • 2.048 bitlik bir sayının asal çarpanlarının bulunması, klasik bir bilgisayarda milyonlarca yıl sürer. Kübitler hesaplamayı yalnızca dakikalar içinde gerçekleştirebilir.

Kübitlerin birçok fiziksel uygulama alanı vardır

Klasik bilgisayarların bilindik silikon tabanlı çipleri kullandığı durumlarda, kübitler (bazen “kuantum bilgisayar kübitleri” olarak da adlandırılır) yakalanan iyonlardan, fotonlardan, yapay veya gerçek atomlardan ya da kuasipartiküllerden yapılabilir. Mimari ve kübit sistemlerine bağlı olarak, bazı uygulamalar kübitlerinin mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda tutulmasına ihtiyaç duyar.

Süperpozisyon, girişim ve dolaşıklık

Süperpozisyon, kuantum algoritmalarının girişim ve dolaşıklık gibi diğer kuantum mekaniği olgularından yararlanmasına olanak sağlar. Süperpozisyon, girişim ve dolaşıklık bir araya geldiğinde, sorunları klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı çözebilen bir bilgi işlem gücü oluşturur.

Girişim

Süperpozisyonun bir sonucu girişimdir. Tıpkı dalgaların genlikleri gibi, her durum bir olasılık genliği ile tanımlandığı için Kübit durumları birbirini engelleyebilir.

Yapıcı girişim genliği artırır, yıkıcı girişim ise genliği ortadan kaldırır. Bu efektler, onları klasik algoritmalardan temelde farklı kılan kuantum bilişim algoritmalarında kullanılır. Girişim, kuantum bilişimin vaat ettiği kuantum hızlanmasını sağlamak için dolaşıklık ile birlikte kullanılır.

Dolaşıklık

Birden çok kübit, kuantum dolaşıklığı sergileyebilir. Dolaşık kübitler her zaman birbirleriyle bağıntılı tek bir sistem oluşturur. Birbirlerinden aşırı uzakta olsalar bile kübitlerden birinin durumunu ölçmek, diğerinin durumunu doğrudan ölçmeye gerek kalmadan öğrenmemizi sağlar.

Herhangi bir kuantum bilişim için dolaşıklık gereklidir ve klasik bir bilgisayarda verimli bir şekilde gerçekleştirilemez. Uygulamalar, büyük sayıları çarpanlarına ayırmayı (Shor algoritması) ve arama problemlerini çözmeyi (Grover algoritması) içerir.

Kübitlerin geleceği

Kuantum teknolojileri ilerledikçe, dünyanın en zorlu sorunlarından bazılarına çözüm bulmaya yaklaşıyoruz. Bu yeni paradigma inanılmaz bir potansiyele sahip olsa da kuantum bilişim henüz başlangıç aşamasındadır.

Kübitler kırılgandır

Kuantum bilişimde en önemli engellerden biri, kübitlerin kırılgan doğasıdır. Kübit sisteminin, ölçüm kurulumu da dahil olmak üzere çevresiyle dolaşıklığı, sistemi kolayca bozabilir ve uyumsuzluğa neden olabilir. Bu nedenle, kuantum bilişim donanım yapısındaki ilerlemeler ve hata düzeltme yöntemleri şu anda geliştirilmektedir.

Topolojik kübitler daha kararlıdır

Kırılganlık sorununu çözmek için Microsoft, yapılarını değiştirerek ve dış müdahalelerden koruyan kimyasal bileşiklerle çevreleyerek kararlı hale getiren topolojik kübitleri kullanır. Topolojik kübitler, yarı parçacık topolojik özellikleri nedeniyle parazitten korunur ve Microsoft kuantum donanımını hatalara karşı daha sağlam hale getirir. Bu artırılmış kararlılık, kuantum bilgisayar ölçeğinin daha karmaşık çözümleri erişilebilir hale getirmek için daha uzun, daha karmaşık hesaplamaları tamamlamasına yardımcı olacaktır.

Azure Quantum kaynakları

Eksiksiz bir açık yığın bulut ekosistemi olan Azure Quantum Önizleme’nin erken benimseme aşamasında kuantum çözümleri oluşturun. Yazılım, donanım ve önceden oluşturulmuş çözümlere erişerek güvenilir, ölçeklenebilir ve son derece güvenli bir platformda geliştirmeye başlayın.