Boğaziçili genç kadın akademisyenden kuantum bilgisayar teknolojisi için ilk adım

Fizik ile Elektrik –Elektronik alanlarını buluşturan çok disiplinli araştırma projeleri yürüten Boğaziçi Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Yrd. Doç. Dr. İlke Ercan Optik Mikro-halka Rezonatörlerinin Bilgi-İşlem Enerji Limitleri başlıklı projesiyle kısa süre önce Boğaziçi Üniversitesi’nin MIT ile ortak oluşturduğu Çekirdek Fon’dan kabul aldı. Araştırmalarında geleceğin bilgisayar ve bilgi-işlem teknolojilerinin ne yöne evrileceği konusunda teorik yaklaşımlara odaklanan Ercan, yaptığı şeyi " nano seviyede görülen kuantum etkileri de hesaba katarak, alternatif bilgi-işlem teknoloji önerilerinin arasında hangilerinin daha iyi performans sağlayacağını araştırmak." olarak tanımlıyor. Boğaziçi Kurumsal İletişim Ofisi'nin haberine göre, Ercan, şu anda nano teknolojinin gelişmesiyle beraber, bu zamana kadar bilgi işlem teknolojilerinde görmeye alışık olmadıkları birtakım fenomenler gördüklerini, bunların kuantum etkilerden kaynaklandığını belirtti. MIT'DEN KABUL ALDI MIT, Boğaziçi çekirdek fonundan kabul alan Ercan, süreci aktarırken şunları söyledi: "Boğaziçi Üniversitesi ve Massachusetts Institute of Technology (MIT) arasında bir Seed Fund girişimi bulunuyor. 2017 Yaz döneminde MIT'de kısa dönem bir araştırma ziyaretine gittim. Oradaki bulgularımızla Boğaziçi-MIT Seed Fund başvurusu yaptık. Başvurumuz olumlu sonuçlandı. Bundan sonraki süreçte, bu zamana kadar elektronik teknolojilerin temel limit üzerine yaptığımız hesaplamaları artık düşük enerji ile çalışan ve mikro-halka rezonatörleri kullanılarak yapılan fotonik bilgi-işlem devrelerine de uygulayacağız. Bu zamana kadar üzerinde çalıştığımız sistemlerde farklı olacağı için bu proje araştırmalarımda yeni bir dönem başlatacak. Ayrıca yaptığımız teorik hesaplamaları MIT’deki laboratuvarlarda test edebilecek olmak da bir o kadar heyecan verici." KUANTUM HABERLEŞME SİSTEMİ NEDİR? Ercan, kuantum haberleşme sistemini şöyle tarif ediyor: "Klasik haberleşme ve hesaplama yapan sistemlerde matematiksel olarak tanımladığımız bilgi-işlem bit’lerini --0'ları ve 1'leri-- fiziksel sistemlere yüklüyoruz; örneğin elektronların kendi etrafında dönüşü (spin) özelliklerini kullanarak yukarı-spin ve aşağı-spin halinde olan bir elektron 0 ya da 1 olma halini temsil edebiliyor. Buradan ben size elektron gönderiyorum ve ona yüklediğim anlamı da beraberinde iletebiliyorum. Bu işin “kuantum” tarafına bakacak olursak hem sistem hem de hesaplama olarak iki farklı açıdan kuantum olma halinden söz edebiliriz. Bir tanesi, siz klasik bit’leri (0'ları ve 1'leri) gönderebilirsiniz. Ama çalıştığınız sistemler fiziksel sistem kuantum etkileşimlere sahip ve sizin kontrol edemediğiniz gürültüleri içeriyordur. Örneğin klasik hesaplamalarda kullanılması önerilen kuantum hücrelerle yapılan Quantum-dot Cellular Automata teknolojisi gibi.  İkinci şekil de kuantum hesaplama açısından. Boğaziçi’nde Cem Say Hoca'nın çalıştığı ve bilgisayarcıların kullandığı şekliyle kuantum hesaplama konusu kuantum bitlerle ilişkili. Kuantum bit -ki bunlara qubit de deniyor- sadece 0 ya da 1 olmak yerine; matematiksel olarak hem 0 hem de 1 olma olasılığını taşıyan durumlar. Bu sayede daha az elektron göndererek, daha az enerji harcayarak, daha fazla bilgi göndermemiz söz konusu olabiliyor. Ya da veriye baktığımızda verinin klasik bit’lerden oluştuğunu görürsek, kriptoloji açısından onların kırılması daha kolay olabiliyor. Ama qubitlerle hesaplama ve komünikasyon daha verimli bir şekilde yapılabiliyor. Ama bu karmaşık matematiksel durumları gerçekleştirebileceğimiz fiziksel sistemler konusunda yeteri kadar ilerleme sağlanamadığı için henüz kuantum hesaplama-haberleşme yakın zamanda bulunabilecek çözümlerden biri olarak görülmüyor. Yani önümüzdeki 5-10 yıl içerisinde "Moore Kanunu'nun sonu geldi, ne yapacağız?" dediğimizde, farklı malzemeler kullanılacaksa, 15-20 yıl içerisinde de belki Brown Devreleri gibi farklı tekniklere gidilecekse, ancak ondan da sonraki aşamada kuantum hesaplamanın yerleşik ve güvenilir bir şekilde hayatımızın bir parçası olması beklenebilir."