IBM kuantum bilgisayar üretmek üzere

Teknik konunun ayrıntılarını videoda inceleyebilirsiniz. Bu yazımda kuantum bilgisayarların insanlık için ne anlama geldiğini incelemeye çalışacağım

Bilgisayarlar insan gibi düşünen, hisseden zeki varlıklar olabilir mi? 1931 doğumlu ünlü fizikçi ve matematikçi Roger Penrose Türkçeye TÜBİTAK’tan Kralın Yeni Usu olarak çevrilen kitabında felsefeye olan merakından yola çıkarak kuantum biyolojisi kavramını geliştirmiş ve bu soruya kısaca HAYIR demişti. Penrose’a göre 0’lar ve 1’ler halinde ikili sayı sisteminde programlanan klasik bilgisayarlar, yani Tureng makineleri zeki olamaz, düşünemez ve hissedemez. Bunun sebebi zekanın algoritmalara indirgenemeyecek karmaşık bir özellik olmasıdır.

Nitekim bugünün bilgisayarları kendi varlıklarının farkında değil. Bilinçli olarak değil, otomatik olarak çalışıyorlar. Ancak Penrose; Küçük, Büyük İnsan Zihni adlı kitabında düşüncelerini bir adım öteye taşımış ve 1 ile 0 arasındaki değerleri hesaplayan kuantum bilgisayarların bir gün insan gibi zeki, bilinçli varlıklara dönüşebileceğini öne sürmüştü. Penrose ve meslektaşı Hameroff’un beyinde bilinç ile duyguların nasıl ortaya çıktığını anlatan çalışmaları tıpta pek kabul görmese de Hameroff bu görüşleri son olarak Google Tech oturumlarında meraklılarla paylaşmıştı (2010).

Doğrusu ben de kuantum fiziği hakkında en azından genel bilgi sahibi olmadan zihin felsefesi veya psikoloji alanında uzmanlaşamayacağımızı düşünen “kazan kaldırıcılar” arasında bulunuyorum (beynin fiziksel olarak nasıl çalıştığını bilmeden sağlıklı psikoloji çalışmaları yürütebilir miyiz?). Bu yüzden de IBM’in gerçek bir kuantum bilgisayar geliştirmek üzere yürüttüğü son çalışmalar hem bilimsel hem de felsefi açıdan ilgimi uyandırıyor ama dikkat ederseniz Yapay Zeka terimini hiç kullanmadım. Bunun nedeni yapay zekaya inanmamam. Eğer insanlar gibi zeki bir yaratık üretirsek bu yapay zeka olmayacaktır. ZEKANIN TA KENDİSİ olacaktır. Bilimkurgu filmlerindeki uzaylılara nasıl zeki diyorsak ve yapay zeka yaftasını yapıştırmıyorsak, insanlar gibi zeki bilgisayarların da yapay zeka sınıfına gireceğini sanmıyorum. Yapay yerine organik zeka (insanoğlu) ve sentetik zeka, yani akıllı robotlar arasında bir ayrım yapabiliriz.

IBM kuantum bilgisayarlar ile neyi hedefliyor?
Kuantum bilgisayarların en büyük esprisi 0 ve 1 arasındaki ara değerler de alabilmesi. Örneğin klasik bilgisayarlarda sıcak ve soğuk değerlerini programlayabiliriz. Deriz ki 30 santigrat sıcak, 10 santigrat soğuktur. Peki, “ılık” ne olacak? Normal şartlar altında 10 derece herkes için soğuk, 30 derece herkes için sıcaktır ama ılık kavramını bilgisayarlara nasıl belleteceğiz? Özellikle de ılık kavramı kişiden kişiye değişirken… Aklıma bilimkurgu üstadı Asimov’un Vakıf ve Dünya eseri geliyor. Romanın kahramanı, buzlu bir dünya olan Comporellon’u ziyaret eder ve hükümetin bir bakanını baştan çıkarır. Kadın duş alırken “soğukluğu alınmış sudan” bahseder. Ortaokul çağında bu deyiş bana çok ilginç gelmişti ve anneme söylemiştim. Annem; “Oğlum, çevirmen neden ılık dememiş” diye sordu, kötü bir çeviri olduğunu düşündü. Oysa o soğuk dünyada enerjiden tasarruf etmek için insanlar genellikle soğuk duş alıyordu ve bir Comporellonlu için soğuk, soğukluğu alınmış su ve ılık arasında bu sırayla nüans farkları vardı.

Mesele hızlı işlem yapmak değil, mesele “insan gibi düşünebilmek”
Bunu anneme anlatana kadar akla karayı seçtim. Ilık kavramını bilgisayarlara nasıl öğreteceğimizi varın siz düşünün. İşin teorisine, olasılık dalgalarına, dalga mekaniğine hiç girmedim çünkü konuyu gereksiz yere teknik ayrıntılara boğmak istemiyorum. Ancak, ılık kelimesinin ne olduğunu anlayan bir kuantum bilgisayarın bir gün insan gibi kararlar alabileceğinden emin olabilirsiniz. Robot doktorlar başım ağrıyor dediğinizde sizi anlar, robot bakıcılar çocuğunuz canım sıkılıyor dediğinde anlar. Odanızdaki klima eşinizi görünce hava sıcaklığını onun tercihlerine göre ayarlar ve eşinizle aynı odada iseniz ikinizi de memnun etmek için bir “orta yol” bulur.

Az da olsa fizik ve anlamlı web (web 3.0)
Kuantum bilgisayarlar ara değerler alabiliyor çünkü atom ve elektron düzeyinde çalışıyor. Örneğin kuantum fiziğine göre dış uzaydan tümüyle yalıtılmış bir foton hem yukarı spin hem de aşağı spin halinde aynı anda bulunacaktır. Üstelik iki foton arasında matematiksel ve fiziksel olarak hiçbir fark olmadığı için çevreden yalıtılmış böyle iki fotondan birine bakarsanız o foton ya yukarı spin ya da aşağı spin halinde gözlemlenecektir. Yalıtılmış diğer kardeşi de gözlem anında sizin baktığınız fotonla aynı halde olacaktır, yukarı ise yukarı, aşağı ise aşağı. Buna da kuantum fiziğinde EPR etkisi ve dolaşıklık diyoruz. İşte kuantum bilgisayarlar bunu başarıyor.

Aslında kuantum bilgisayar derken hem kelimeleri hem de cümleleri anlayan, örneğin internette arama sorgularını yorumlayan akıllı web arama motorlarından söz ediyoruz. Buna anlamlı web, yani web 3.0 diyoruz. Kuantum bilgisayarlar ara değerleri alabildikleri, yani kelimeleri yorumlayabildikleri için anlamlı web’in yaygınlaşmasını sağlayacak. Kuantum bilgisayarlar “Ne haber, nasılsın?” diye sorunca “İyidir abi, sen nasılsın?” diyebilecek.

Sanat, ilham ve çağrışım… Her şey beyinde olup bitiyor ve beyin bir kuantum bilgisayar
Fizikteki dolaşıklık terimini edebiyatta ve sanatta ilham, felsefede çağrışım olarak adlandırabiliriz. Dolaşık ara değerler alan kuantum bilgisayara aniden ilham gelebilir ve sanat eserleri yaratmaya başlayabilirler. Bu bilgisayarlar laf lafı açar misali çağrışımlı, bağlamlı (context) kavramlarla düşünebilirler.

Nedir IBM’in bu kuantum fiziği merakı?
Moore yasasına, daha doğrusu bir Intel yöneticisi olan David House’ın bu yasadan yola çıkarak yaptığı tahmine göre bilgisayarlar her 18 ayda 2 kat hızlanıyor. Ancak kuantum fiziğinde Heisenberg’in belirsizlik ilkesi var, yani bir atomaltı parçacığın hem hızını hem de konumunu aynı anda yüzde 100 kesinlikle bilemeyiz. Bu da bilgisayar işlemcilerinin devrelerini çok küçültürsek bilgisayarı çalıştıran voltajı oluşturan elektronların bitişik devrelere rastgele sıçraması demektir. Kısacası çok küçük bilgisayarlarda kısa devre olur ve sistem kilitlenir. Kuantum bilgisayarlar ise elektrik akımıyla değil, manyetik alanlar (spintronik deniyor) veya ışıkla çalışacak (örneğin fotonik kristaller). Sonuçta kuantum bilgisayarların devreleri tek bir atom kadar küçük olabilir. Böylece sistem bozulmadan daha küçük ve hızlı bilgisayarlar yapmaya devam edebiliriz.

Küresel ısınma, Venüs korkusu ve artan enerji maliyetleri
Klasik silikon devreler küçüldükçe ve hızlandıkça ısınıyor. Isındıkça hızlı çalışmak için daha çok elektrik gerektiriyor. Bu yüzden hem elektrik harcamaları hem de küresel ısınma artıyor. Bunun çözümü atom boyunda bilgisayarlar yapıp elektrik tüketimini azaltmak. BT sektörünün kuantum bilgisayarlara odaklanmasının kısa vadedeki en büyük sebebi bu; yani işadamlarının asıl amacı “zeka yaratmak” değil, maliyetleri azaltmak. Tabii bunun, yani enerji tasarrufunun bize faydası büyük: Küresel ısınma belirli bir eşiğe ulaştıktan sonra dünyadaki bütün bacaları söndürsek bile gezegenimiz 100-300 yıl içinde yüzey sıcaklığı 460 derece olan Venüs gezegeni gibi bir “düdüklü tencere dünyasına” dönüşecek. Dolayısıyla küresel ısınmayı bu geri dönülmez yola girmeden durdurmamız gerekiyor.

Bir garip makale adı: Dalga Kılavuzu Oyuğunda 0,1 ms’ye yaklaşan Eşevre Süreleriyle Süper İletken Qubitler. Süper İletken Qubitlerde Hatasız Eşiklere Yaklaşan Tam ve Eksiksiz Genel Kuantum Kapısı Seti…
IBM’in kaydettiği son gelişmeleri anlatan bilimsel makalenin can sıkıcı adı bu… Yalnız süper iletkenlerin az elektrikle çok iş gören ve elektriğe direnç göstermediği için işlem hızını arttıran materyaller olduğunu söyleyebilirim. IBM 0,1 mikro saniyelik “düşünme süresini” 100 mikro saniyeye çıkarmış durumda. Burada yavaş düşünmekten söz etmiyoruz, çok hızlı işlem yaparken yaptığı bu işlemleri unutmayan ve “düşündüğü üzerine düşünen” bir kuantum bilgisayardan söz ediyoruz. Düşündüğü üzerine düşünen insanın Latincesi Homo Sapiens Sapiens’tir; yani insanoğlunun, kendi türümüzün bilimsel adı. Burada duvarda koca bir yazı var ve diyor ki “yapay insanlar” yolda!

Sadece şu soruları sorabilirim: İnsan gibi düşünen, duyguları olan ama bilgisayar kadar hızlı işlem yapan bir zeka geliştirirsek insanoğlunun hali ne olur? Barış mı, kölelik mi, savaş mı, robotların intikamı mı? Öyle ya… Bilgisayarlar biz de maaş ve sosyal güvence isteriz derse ne olacak? Ancak, daha vahim bir soru var.

Beynimize kuantum bilgisayar molekülleri enjekte eder ve kendimiz birer süper bilgisayara dönüşürsek ortaya nasıl bir toplum çıkar? 2100 yılında kablosuz internetle birbirine telepatiyle bağlı 10 milyar insan… Bu insanlar 1 saniyede belki 100 yıllık bilimsel ve felsefi ilerleme kaydedecekler. Bu süper insanlar Bakırköy Ruh ve Sinir Hastalıkları Hastanesi’nin bahçesindeki “Düşünen Adam” heykeline benzer şekilde 10 yıl arpacı kumrusu gibi düşünse nasıl bir uygarlık ortaya çıkar?

Bu uygarlık başka dünyaları ziyaret etmek ister mi? Nanoteknoloji sayesinde doğal kaynakları çok verimli kullanacağı için Güneş Sistemi’nin dışına çıkıp başka gezegenleri kolonileştirmeye ihtiyaç duyar mı? Süper bilgisayara dönüşen insanların nasıl bir aile yapısı olur? Aile, toplum, inanç, sosyal statü, anne-baba gibi kavramlar ortadan kalkar mı? Bu insanlar Uzay Yolu’nda olduğu gibi uzayı keşfetme merakıyla yıldız gemileri inşa eder mi? Yoksa sadece kendi sanal gerçeklik dünyalarında mı yaşar? Kısacası bizim için iyi mi olur, kötü mü?

Yine ünlü teorik fizikçi Michio Kaku’nun Geleceğin Fiziği kitabında 2100 yılında bu soruların cevabını bulacağımız anlatılıyor. Bildiğiniz gibi minyatür bilgisayarlar akıllı telefon adıyla şimdiden cebimize girdi ve kuantum bilgisayarlar da laboratuarlarda şimdiden geliştirilmeye başladı. Biz olmasak da torunlarımız bu Cesur Yeni Dünyayı görecek. Gelecek kuşakların esenliği için bu soruları şimdiden sormamız gerekiyor.

IBM Research Announces New Advances in Quantum Computing

Matthias Steffen

Mark Ketchen

2 Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*