Kuantum Bilgisayarlar ve Beklenmeyen İlk 10 Uygulaması

Kuantum Bilgisayarlar1
Kuantum bilgisayarlar ile Kanser Tedavisinin Geliştirilmesi
Makaleyi Paylaş

Kuantum bilgisayarlar ve beklenmeyen ilk 10 uygulamasını bu yazımızda inceleyeceğiz. Kuantum hesaplama, bilgisayar bilimlerinde önemli bir eğilimdir. Her şeyin ışığın tuhaf özelliklerini gözlemlemekten başladığını düşünmek çılgınca olur. Kuantum hesaplamada, Richard Feynman ile birlikte birkaç öncü olmuştur. Richard Feynman, kuantum bilgisayarların uygulanabilir ve bilgisayarların geleceği olduğunu açıklamıştır.

Kuantum bilgisayarlar düşündüğümüzden beri varlar. İlk kuantum hesaplaması, 1997’de kloroform molekülleri üzerinde NMR kullanılarak yapıldı. Bitmeyen kuantum teknolojileri listesinde, hala akıl almaz olan bazı uygulamalar var.

 

Kuantum Bilgisayarlar ile Kanser Tedavisini Geliştirmesi

Kuantum Bilgisayarlar1
Kuantum bilgisayarlar ile Kanser Tedavisinin Geliştirilmesi

Kanser, dünya çapında ölümlerin önde gelen nedenlerinden biridir. Dünya Sağlık Örgütü’nün (WHO) yakın tarihli bir araştırmasına göre, yalnızca solunum kanseri olanların 2016’da 1.7 milyon kişi olduğunu açıkladı. Ancak, kanser erken bir aşamada kabul edilirse, tedavi yoluyla iyileşme şansı çok daha yüksektir. Kanserin tedavisi için ameliyat; ve radyoterapi yolu seçilebilir.

Işın optimizasyonu, radyoterapide kritik öneme sahiptir, çünkü radyasyonun, kanser bölgesi yakınında sağlıklı hücre ve dokulara mümkün olduğunca az zarar verdiğinden emin olmak önemlidir. Geçmişte klasik bilgisayar kullanan radyoterapi için birçok optimizasyon yöntemi olmuştur. 2015 yılında Roswell Park Kanser Enstitüsündeki araştırmacılar, radyoterapiyi normal bilgisayardan üç ila dört kat daha hızlı bir şekilde optimize etmek için D-Wave tarafından üretilenler gibi kuantum bilgisayarları kullanan yeni bir teknik geliştirdiler.

Daha İyi Trafik Akışı

Kuantum Bilgisayarlar2

Google, trafiği izleyerek ve kullanıcılarına alternatif yollar önererek bu sorunu gidermeye çalışıyor. Ancak, Volkswagen araştırmalarıyla onu başka bir seviyeye taşıyor. 2017 yılında yapılan bir denemede Volkswagen, trafik akışının kendisini optimize ederek trafik akışı sorununu ele almaya çalıştı. Kuadratik Kısıtsız İkili Optimizasyon (QUBO) tekniğini kuantum bilgisayarlarla kullanarak, belirli sayıda otomobil ile en uygun rotayı bulmak için kullandılar.

Şimdiye kadar, yöntemlerinin klasik bir bilgisayardan çok daha hızlı trafik akışını nasıl optimize edebileceğini göstermek için Pekin’deki 10.000 taksiyle bunu test ettiler. Bununla birlikte, birçok kişi Volkswagen’in iddialarına kuşkuyla bakıyor, çünkü işlemi yapmak için bir D-Wave kuantum bilgisayarı kullandılar. Birçok bilim adamı, D-Wave’in ürettiği kuantum bilgisayarının Volkswagen’in iddia ettiği kadar önemli bir hız vermediğini belirtti.

 

Bu Yazıda İlginizi Çekebilir!  En iyi WordPress Teması Nasıl Seçilir? Adım Adım Anlatım

Daha İyi Mobil Veri Kapsamı

Kuantum Bilgisayarlar3

Hepimiz mobil veri alımının aşırı derecede kötü olduğu bir noktada bulunduk ve o yakındaki kahve dükkanında bu yavaş WiFi bağlantı noktasını kullanmayı tercih ettik. Görünen o ki Booz Allen Hamilton adlı bir şirket, kuantum bilgisayarların da yardımıyla, korkunç ağ kapsama probleminin çözümünü bulmuş olabilir!

2017 yayınında, optimum uydu kapsamının anlaşılmasının oldukça zor olduğunu öne sürdüler. Bunun nedeni, pek çok olası hizalama kombinasyonu olmasıdır ve tüm bu kombinasyonları klasik bilgisayarlarla kontrol etmek gerçekten zordur.

Çözüm? D-Wave’in kuantum bilgisayarlarının yardımıyla, QUBO tekniğinin daha önce de belirtildiği gibi kullanılmasının, gereken optimum uydu kapsama pozisyonunun bulunmasına yardımcı olabileceğini öne sürüyorlar. Bu, uyduların tüm kötü kabul noktalarını kapsayabileceği anlamına gelmez, ancak daha iyi alımı olan bir yer bulma olasılığını önemli ölçüde artabilir.

Molekülleri Taklit Et

Kuantum Bilgisayarlar4

Molekül simülasyonu, moleküllerin yapısını ve birbirleriyle nasıl etkileşime girdiklerini anlamamıza yardımcı olduğu için biyoloji ve kimyada çok önemli bir alan olmuştur. Ama aynı zamanda yeni molekülleri keşfetmemize yardımcı oluyor.

Günümüzde klasik bilgisayarlar bu moleküler dinamikleri taklit edebiliyor olsalar da, verilen bir simülasyondaki moleküllerin karmaşıklığına dair bir sınırlama vardır. Kuantum bilgisayarlar bu engeli etkili bir şekilde kırabilirler. Şimdiye kadar, sadece berilyum hidrür gibi küçük moleküller, çok fazla bir şey gibi görünmeyebilir, ancak yedi litrelik bir çip tarafından simüle edildiği gerçeği, elimizde daha fazla litre varsa, son derece karmaşık moleküler simülasyonları çalıştırabileceğimizi gösteriyor. Bunun nedeni kuantum bilgisayarlarının işlem gücünün, litre sayısı arttıkça üssel olarak artmasıdır.

Diğer donanımlar – D-Wave’in kuantum bilgisayarları gibi – araştırmacılar tarafından mevcut yöntemlerden daha hızlı olmasa bile iyi olabilecek simülasyon yöntemleri geliştirmek için de kullanılmıştır.

Arası Güncel Olarak RSA Dışında Kullanılan Şifreleme Sistemleri

Kuantum Bilgisayarlar5

Bazılarımız, RSA veya DSA gibi şifreleme sistemlerini kırabilen kuantum bilgisayarların korkusunu duymuş olabilir. Bu, bazı şifreleme sistemleri için, asal sayılara dayanan bir anahtar üretmek için asal sayılara dayandıkları için doğru gibi görünmektedir. Shor algoritması olarak adlandırılan bir algoritma, anahtar üretmek için kullanılan ana faktörleri bulmak için kuantum bilgisayarlar tarafından kullanılabilir ve çok daha verimli bir şekilde yapabilirler.

Ancak, anahtar üretmek için asal sayılara dayanmayan diğer şifreleme sistemlerinden ne haber? Klasik bir bilgisayardan daha hızlı bir anahtarı zorlamak için kullanılabilecek Grover algoritması adı verilen başka bir algoritma var. Bununla birlikte, bu, klasik bir bilgisayara kıyasla karşılaştırıldığında, Shor algoritmasının sunacağı kadar büyük bir hız değildir. Bu, şu anda bu şifreleme sistemlerini kırmaya çalışmak için mevcut olanlardan çok daha hızlı kuantum bilgisayarlara ihtiyaç duyacağımız anlamına gelir.

Bununla birlikte, kuantum bilgisayarların kırılması imkansız olacak bazı şifreleme sistemleri var. Bu şifreleme sistemleri, “kuantum sonrası şifreleme” alanında sınıflandırılır. Genel olarak, en azından, dijital imzalarda sıklıkla kullanılan RSA’nın eski olduğu anlaşılıyor.

Daha İnsani AI

Kuantum Bilgisayarlar6

Yapay zeka bilgisayar bilimlerinde son derece trend bir alandır. Bilim adamları yapay zekayı, makine öğrenmesi ve sinir ağları aracılığıyla AI’yı daha insancıllaştırmaya çalışıyorlar. 

Sinir ağları matris tabanlı veri kümeleri üzerinde çalışır ve sinir ağlarında yapılan işlemler matris cebiri aracılığıyla hesaplanır. Bununla birlikte, kuantum hesaplamanın kendisi temelde, matrislerin sıklıkla kubitlerin kuantum durumlarını tanımlamak ve belirlemek için kullanılan bir nitelikte çalışır. Bu nedenle, sinir ağı üzerinde yapılan herhangi bir hesaplama işlemi, kubitler üzerinde dönüşümsel kuantum geçitlerini kullanmaya benzer. Bu nedenle, kuantum bilgisayarlar AI’da bulunan sinir ağları için mükemmel bir uyum gibi gözüküyor.

Sadece bu değil, kuantum bilgisayarlar da klasik bir bilgisayarla karşılaştırıldığında makine öğrenmesini önemli ölçüde hızlandırabilir. Bu nedenle Google, Google AI’yı kuantum donanımıyla geliştirmek için kuantum bilgisayar araştırmalarına yatırım yapmaktadır.

Kuantum Şifreleme

Kuantum Bilgisayarlar7

Bu, kuantum bilgisayarların kriptosistemleri kırmalarını engellemek için tasarlanmadığı için, zaten kuantum sonrası şifrelemeden çok farklı. Bu kriptografi türü, kuantum mekaniğinin kendisini kullanır. Fakat diğer kriptografi türlerinden nasıl daha çok yönlüdür?

Kuantum şifreleme, esas olarak bir şifreleme sisteminin anahtar dağıtım kısmına odaklanır, burada iki dolaşmış çiftlik kullanılır. Biri alıcıya gönderilirken gönderen diğerini tutar. Bir üst üste bindirilen karışmış parçacıklar, ölçüldükleri zaman diğer kesiti etkiler. Bu bitlerin bir akışını gönderim ve şifreleme için kullanabileceğiniz bir anahtarınız olsun.

Bunun en iyi yanı, gizli kayıtların kopyalanamayacağından gizli dinlemenin mümkün olmamasıdır. İstenilen alıcı tarafından alınmadan önce kobitin tahrif edilip edilmediğinin belirlenmesine yönelik yöntemler olduğundan, bunlar ölçülemez. Bu, kriptografi için sağlam bir yöntemdir, bu yüzden bilim adamları hala bu alanı araştırmaktadır.

Kuantum Bilgisayarların Hava Durumu Tahmininde Kullanılması

Kuantum Bilgisayarlar8

Hepimiz hava tahminlerini kontrol ettiğimiz o zamana sahiptik ve harika, güneşli bir gün olacağı söylendi. Sonra, sadece birkaç dakika sonra, yağmur dökülmeye başlar ve sen şemsiyeni getirmedin. Görünüşe göre kuantum bilgisayarların bunun için bir çözümü olabilir.

2017’de, bir Rus araştırmacı, hava durumunu klasik bilgisayarlardan daha doğru bir şekilde tahmin etmek için kuantum bilgisayar kullanma olasılığı hakkında bir bildiri yayınladı . Mevcut bilgisayarlarla, havadaki tüm karmaşık değişiklikleri tahmin etmede bazı sınırlamalar vardır. Bunun nedeni, büyük miktarda veri içermesidir, ancak kuantum bilgisayarları, klasik tekniklerin yapamayacağı yararlı veri setleri ürettiği iddia edilen Dinamik Kuantum Kümeleme (DQC) metodolojisi nedeniyle klasik araçlarla karşılaştırıldığında büyük bir hızlanma öneriyor gibi görünmektedir.

Öyle olsa bile, kuantum bilgisayarların bile hava koşullarını mutlak doğrulukla tahmin edemediklerine dikkat etmek gerekir, ama en azından şüpheli güneşli günlerde şemsiye getirmediğimize pişman olacağımız daha düşük bir ihtimal!

Daha Verimli Özel Reklamlar

Kuantum Bilgisayarlar9

Bir makaleyi aradığımızda, yalnızca reklamlarla karıştırıldığını bulmaktan hepimiz nefret ediyoruz. Çoğu alakalı bile görünmüyor! Neyse ki, Recruit Communications bu iki problemden biri için bir reklam buldu reklamların alaka düzeyi.

Araştırmalarında kuantum bilgisayarların çok fazla insan harcamadan çok geniş bir yelpazeye ulaşmak için reklam vermek isteyen firmalara yardımcı olmak için nasıl kullanılabileceğini açıkladılar. Kuantum tavlama, alakalı reklamları müşteriyle eşleştirmek için kullanılabilir, böylece onları tıklamaları daha olasıdır.

Kuantum Bilgisayarlar ile Oyun

Kuantum Bilgisayarlar10

Bilgisayar alanında sunduğu tüm hız kuantum bilgisayarlar ile oyuncuların merak edebileceği şeylerden biri, yüksek kare hızlarda oyun çalıştırabilecekleri tatlı bir oyun teçhizatı yapmak için kullanılıp kullanılamayacaklarıdır. Cevap “Sırala” olacaktır.

Bu noktada, kuantum bilgisayarları alanı henüz başlangıç ​​aşamasındadır ve mevcut donanım hala “kuantum üstünlüğüne” ulaşmamıştır – ki bu, kuantum donanımının mevcut en iyi bilgisayarlardan daha hızlı hesaplanabildiği halde, tanım hala belirsizdir. Bunun nedeni kuantum bilgisayar algoritmalarının klasik olanlardan çok farklı çalışmasıdır. Bununla birlikte, kuantum oyunu hala mümkün görünmektedir.

Kuantum bilgisayarları kullanmak için geliştirilen birkaç oyun olmuştur. Bunlardan biri, Battleships tahta oyununa dayanan Kuantum Savaş Gemileridir Ayrıca Microsoft, hesaplamak için hem klasik hem de kuantum donanımı kullanan Q # adlı bir programlama dili üzerinde çalışıyor. Ayrıca C # ‘ya çok benzer, bu da Q # kullanarak kuantum donanımından faydalanan oyunlar geliştirmenin çok mümkün olduğu anlamına gelir. Belki bir gün Call of Duty Q’yu alırız!

 

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*