Bilgi işlem, son birkaç on yılda inanılmaz derecede uzun bir yol kat etti. Makinelerin her geçen yıl daha da gelişmesiyle birlikte teknolojik bir devrimin ortasındayız. Özellikle gelişmiş iki icat, süper bilgisayar ve kuantum bilgisayar, çok sayıda uygulamaya ve potansiyele sahiptir. Ancak bir süper bilgisayar ile kuantum bilgisayar arasındaki fark nedir ve hangisi daha iyi?
Süper Bilgisayar Nedir?
Süper bilgisayarlar devasa sistemlerdir. tüm odalara boyut olarak yayılabilir. Bu makineler, tipik masaüstü PC'niz veya dizüstü bilgisayarınız gibi görünmüyor. Aksine, süper bilgisayarlar belirli bir amaca ulaşmak için hepsi birlikte çalışan büyük işlemci gruplarından oluşur.
Süper bilgisayarlar ilk olarak 1960'larda CDC (Control Data Corporation) 6600'ün oluşturulmasıyla ortaya çıktı. Bu, şimdiye kadar yapılmış ilk süper bilgisayar olarak kabul ediliyor ve o sırada standart bilgisayarlardan yaklaşık on kat daha güçlüydü. Ama işler o zamandan beri çok uzun bir yol kat etti.
Günümüzün süper bilgisayarları en hafif tabirle son derece güçlü. Ancak, elbette, bunların hepsi görecelidir. CDC 6600, bilgi işlem alanında bir fenomendi, ancak bugün özel bir şey olarak görülmeyecekti. Ne de olsa, CDC 7600'ün gölgesinde kalması sadece yarım on yıl sürdü. Bu nedenle, günümüzün süper bilgisayarlarının gücünü düşünürken bunu aklınızda bulundurun.
Kendi PC'niz gibi, süper bilgisayarlar da verileri işleyebilir ve depolayabilir, ancak bunun çok daha ötesine geçebilir. Bu makineler, insanların veya günlük hayatımızda kullandığımız bilgisayarların asla yapamayacağı inanılmaz derecede karmaşık hesaplamalar ve simülasyonlar gerçekleştirebilir. Ayrıca normal bir bilgisayarın aylarca hatta yıllarca tamamlayabileceği işlemleri hızlı bir şekilde gerçekleştirebilirler.
Örneğin, modern bir süper bilgisayar nükleer bir patlamanın sonucunu tahmin edebilir, oldukça karmaşık beyin modelleri üretebilir ve hatta evrenin kökenlerinin simülasyonlarını gerçekleştirebilir. Bu makinelerin yetenekleri biraz akıllara durgunluk veriyor ve bir dizi farklı endüstride yardımcı olduğu kanıtlanmıştır.
Ancak özünde, süper bilgisayarların temel özellikleri normal bilgisayarlarla aynıdır. Aradaki fark, bu bilgisayarların çok büyük olması ve binlerce veya yüzbinlerce bilgisayardan oluşmasıdır. CPU'lar (merkezi işlem birimleri)ve bu nedenle standart PC'nizden çok daha yüksek işlem gücü barındırır. Her gün kullandığınız bilgisayarda muhtemelen bir avuç CPU çekirdeği vardır, bazılarında ise yalnızca bir tane bulunur. Öyleyse, gücü defalarca artırıldığında neler elde edilebileceğini hayal edin.
Süper bilgisayarlar büyüleyicidir ancak yapımı ve bakımı inanılmaz derecede pahalıdır. Tek bir süper bilgisayara milyonlarca dolar harcanabilir ve onları çalışır durumda tutmak için çok büyük miktarlarda elektrik gücü gerekir.
Ve bu son derece gelişmiş makinelerin bile kendi sınırlamaları vardır. Özellikle süper bilgisayarların yetenekleri boyutlarıyla sınırlıdır. Günümüzün süper bilgisayarları zaten çok büyükler ve çalıştırmaları çok paraya mal oluyor. Yani, bir süper bilgisayar ne kadar büyürse, o kadar pahalı olur.
Bunun da ötesinde, süper bilgisayarlar, aşırı ısınmayı önlemek için çıkarılması gereken büyük miktarda ısı üretir. Sonuç olarak, süper bilgisayarların kullanımı çok pahalı ve kapsamlı bir süreçtir. Ayrıca süper bilgisayarların çok karmaşık oldukları için çözemedikleri bazı problemler de var.
Bununla birlikte, bilgisayar oyununda görece yeni olan bir oyuncu, süper bilgisayarları geride bırakma ve başaramayacaklarını başarma yeteneğine sahip olabilir: kuantum bilgisayarları.
Kuantum Bilgisayar Nedir?
bu kuantum hesaplama kavramı ilk olarak 1980'lerde ortaya çıktı. Bu süre zarfında, Richard Benioff, Richard Feynman ve Yuri Manin gibi öncüler, kuantum hesaplama teorisinin geliştirilmesine katkıda bulundular. Ancak zamanın bu noktasında, kuantum hesaplama yalnızca bir fikirdi ve hiçbir zaman gerçek dünya ortamında uygulanmamıştı.
On sekiz yıl sonra, 1998'de Isaac Chuang, Neil Gershenfeld ve Mark Kubinec ilk kuantum bilgisayarı yarattı. Bu bilgisayarın işlem hızı, günümüzün en gelişmiş kuantum bilgisayarlarına kıyasla ilkeldir, ancak türünün ilk örneği olan bu makinenin gelişimi, devrimden başka bir şey değildi.
Yukarıdaki resimde görebileceğiniz gibi, kuantum bilgisayarlar tipik bilgisayarlara hiç benzemiyor. Bunun nedeni, büyük ölçüde farklı şekillerde faaliyet göstermeleridir. Bilgisayarlar ve süper bilgisayarlar bilgi depolamak için ikili kod kullanırken, kuantum bilgisayarlar kübitler (veya kuantum bitleri) olarak bilinen küçük birimler kullanır.
Qubit'ler hayal edilemeyecek kadar küçüktür. Atomların temel bileşenleri olan protonlar ve elektronlar gibi daha da küçük kuantum sistemlerinden oluşurlar. Qubitler hakkında harika olan şey, aynı anda birden fazla durumda var olabilmeleridir. Bunu parçalayalım.
İkili kod sadece bu, ikili. Bu, bitlerin yalnızca sıfır veya bir olarak var olabileceği anlamına gelir; bu, ileri düzey işlemleri gerçekleştirme söz konusu olduğunda sınırlayıcı olabilir. Öte yandan, Qubit'ler, kuantum süperpozisyonu olarak bilinen, aynı anda birden çok durumda var olabilir. Qubit'ler ayrıca, kübit çiftlerinin birbirine bağlandığı kuantum dolaşıklığı da sağlayabilir.
Kuantum süperpozisyonunu kullanan kuantum bilgisayarlar, aynı anda birden fazla qubit konfigürasyonunu dikkate alabilir ve bu da oldukça karmaşık sorunları çözmeyi çok daha kolaylaştırır. Ve kuantum dolaşıklığı yoluyla, iki kübit aynı durumda var olabilir ve matematiksel olarak öngörülebilir şekillerde birbirini etkileyebilir. Bu, kuantum bilgisayarların işleme yeteneğine katkıda bulunur.
Genel olarak, birden fazla durumu aynı anda dikkate alma yeteneği, kuantum bilgisayarlara son derece karmaşık hesaplamaları çözme potansiyeli ve son derece gelişmiş simülasyonlar çalıştırın.
Şu anda IBM ve Google dahil olmak üzere çeşitli şirketler kuantum bilgisayarların geliştirilmesi üzerinde çalışıyor. Örneğin, göre Yeni Bilim İnsanı2019'da Google, kuantum bilgisayarı Sycamore'un yeteneklerinde bir süper bilgisayarı geride bıraktığını iddia etti. Google, Sycamore'un bir süper bilgisayarın 10.000 yılda tamamlayacağı bir hesaplamayı 200 saniyede çözebileceğini belirtti.
Ama sadece iki yıl sonra, yine başına göre Yeni Bilim İnsanı, Çin'de normal bilgisayarların çözmesini mümkün kılan kuantum olmayan bir algoritma geliştirildi. aynı problem sadece birkaç saat içinde, yani bir süper bilgisayar kesinlikle bunu çözebilir, fazla.
Yani, tüm kuantum hesaplama alanının üzerinde asılı duran büyük bir "eğer" var. Bu teknoloji henüz ilk aşamalarında ve süper bilgisayarlara bir alternatif olarak güvenilebilmesi için kat etmesi gereken uzun bir yol var.
Kuantum bilgisayarların oluşturulması ve programlanması inanılmaz derecede zordur ve yine de yüksek hata oranlarına sahiptir. Bunun da ötesinde, kuantum bilgisayarların mevcut işlem gücü, onları tipik uygulamalar için tamamen uygunsuz hale getiriyor. Sonuç olarak, güvenilir ve yaygın olarak kullanılan bir teknoloji haline gelmeden önce kuantum hesaplamanın geçmesi gereken pek çok büyüyen acı var.
Süper Bilgisayarlar Şimdilik Tercih Edilecek
Kuantum bilgisayarlar, süper bilgisayarları büyük ölçüde geride bırakma potansiyeline sahip olsa da, bu hala büyük ölçüde varsayımsaldır. Bir gün kuantum hesaplamanın, süper bilgisayarların artık gerekli olmadığı bir noktaya ilerlediğini görebiliriz. Bu alanda halihazırda büyük gelişmelerin sağlandığını inkar etmek mümkün değil. Ancak şimdilik, kuantum bilgisayarlar henüz başlangıç aşamasında ve ana akım haline gelmeleri on yıllar alabilir.
