A beginner's guide to quantum computing | Shohini Ghose

Çeviri: Fatih Yürekli Gözden geçirme: Gunperi Sisman

Let's play a game.

Haydi bir oyun oynayalım.

Imagine that you are in Las Vegas,

Las Vegas'da olduğunuzu düşünün,

in a casino,

kumarhanedesiniz

and you decide to play a game on one of the casino's computers,

ve oradaki bilgisayarlardan birinde oyun oynamaya karar veriyorsunuz,

just like you might play solitaire or chess.

aynı solitaire ya da satranç oynar gibi.

The computer can make moves in the game, just like a human player.

Bilgisayar da aynı bir insan gibi hamleler yapabiliyor.

This is a coin game.

Oyun yazı-tura.

It starts with a coin showing heads,

Tura ile başlanıyor

and the computer will play first.

ve ilk önce bilgisayar oynayacak.

It can choose to flip the coin or not,

Yazı-tura atmak onun seçimine bırakılmış

but you don't get to see the outcome.

fakat siz sonucu göremiyorsunuz.

Next, it's your turn.

Şimdi sıra sizde.

You can also choose to flip the coin or not,

Siz de parayı atabilir ya da olduğu gibi bırakabilirsiniz,

and your move will not be revealed to your opponent, the computer.

sizin hamleniz rakibinize yani bilgisayara gösterilmeyecektir.

Finally, the computer plays again, and can flip the coin or not,

Son olarak bilgisayar yine oynayacak, parayı ister atar ister atmaz.

and after these three rounds,

Bu üç turun sonunda

the coin is revealed,

para açılır.

and if it is heads, the computer wins,

Eğer turaysa bilgisayar kazanır.

if it's tails, you win.

yazıysa siz kazanırsınız.

So it's a pretty simple game,

Yani oldukça basit bir oyun

and if everybody plays honestly, and the coin is fair,

ve herkes dürüstçe oynarsa ve para da hileli değilse

then you have a 50 percent chance of winning this game.

oyunu kazanma şansınız yüzde 50.

And to confirm that,

Bunu doğrulamak için

I asked my students to play this game on our computers,

öğrencilerimden oyunu bilgisayarlarımızda oynamalarını istedim.

and after many, many tries,

Pek, pek çok deneme sonucunda

their winning rate ended up being 50 percent, or close to 50 percent,

kazanma oranı yüzde 50 veya yüzde 50'ye yakın oldu

as expected.

beklendiği gibi.

Sounds like a boring game, right?

Sıkıcı bir oyun gibi geliyor değil mi?

But what if you could play this game on a quantum computer?

Fakat bu oyunu kuantum bilgisayarda oynasaydınız ne olurdu?

Now, Las Vegas casinos do not have quantum computers,

Şimdilik Las Vegas kumarhanelerinde kuantum bilgisayar yok

as far as I know,

benim bildiğim kadarıyla,

but IBM has built a working quantum computer.

fakat IBM çalışan bir kuantum bilgisayar yaptı.

Here it is.

İşte burada.

But what is a quantum computer?

Fakat, kuantum bilgisayar nedir?

Well, quantum physics describes

Kuantum fizik atomların davranışlarını

the behavior of atoms and fundamental particles,

ve elektron ve proton gibi

like electrons and photons.

temel parçacıklarını tanımlamaktadır.

So a quantum computer operates

Bu nedenle kuantum bilgisayar bu parçacıkların davranışlarını

by controlling the behavior of these particles,

kontrol ederek işlem görür,

but in a way that is completely different from our regular computers.

fakat normal bilgisayarlardan tamamen farklı bir şekilde.

So a quantum computer is not just a more powerful version

Yani, kuantum bilgisayar sadece

şimdiki bilgisayarların daha güçlüolanı değildir,

of our current computers,

just like a light bulb is not a more powerful candle.

ampulün mumdan daha güçlü olmaması gibi.

You cannot build a light bulb by building better and better candles.

Daha daha iyi bir mum yaparak ampül yapamazsınız.

A light bulb is a different technology,

Ampül daha derin bir bilimsel anlayışa dayanan

based on deeper scientific understanding.

farklı bir teknolojidir.

Similarly, a quantum computer is a new kind of device,

Benzer şekilde, kuantum bilgisayar da kuantum fiziğine dayanan

based on the science of quantum physics,

yeni bir tür cihazdır

and just like a light bulb transformed society,

ve ampulün toplumu değiştirdiği gibi

quantum computers have the potential to impact

Kuantum bilgisayarların, güvenlik ihtiyacımız, sağlık hizmetimiz

so many aspects of our lives,

ve hatta internet gibi hayatımızın bir çok yönünü

including our security needs, our health care and even the internet.

etkilemesi için potansiyeli bulunmaktadır.

So companies all around the world are working to build these devices,

Bu nedenle dünyanın her yerindeki şirketler, bu cihazları üretmek

and to see what the excitement is all about,

ve ilgi çekici olan şeyin ne olduğunu görmek için çalışıyor.

let's play our game on a quantum computer.

oyunumuzu kuantum bilgisayarda oynayalım.

So I can log into IBM's quantum computer from right here,

Buradan IBM'in kuantum bilgisayarına bağlanıyorum,

which means I can play the game remotely,

yani oyunu uzaktan oynayabilirim

and so can you.

ve siz de bunu yapabilirsiniz.

To make this happen, you may remember getting an email ahead of time, from TED,

Bunu yapmak için, TED'den önceden e-posta almayı unutmamalısınız,

asking you whether you would choose to flip the coin or not,

Eğer oyunu oynarsanız

size parayı atmayı seçip seçmediğinizi soracaktır.

if you played the game.

Well, actually, we asked you to choose between a circle or a square.

Aslında, sizin daire ile kare arasından birini seçmenizi istedik.

You didn't know it, but your choice of circle meant "flip the coin,"

Bunu bilmiyordunuz, fakat daire seçiminiz "parayı at"

and your choice of square was "don't flip."

kare seçiminiz ise "parayı atma" anlamına gelmekteydi.

We received 372 responses.

372 cevap aldık.

Thank you.

Teşekkür ederim.

That means we can play 372 games against the quantum computer

Bu, 372 defa kuantum bilgisayara karşı sizin tercihlerinizi kullanarak

oynayabiliriz anlamına gelmekte.

using your choices.

And it's a pretty fast game to play,

Oldukça hızlı bir oyun,

so I can show you the results right here.

bu nedenle hemen buracıkta size sonuçları gösterebilirim.

Unfortunately, you didn't do very well.

Maalesef, hiç de iyi bir iş çıkartamamışsınız.

(Laughter)

(Gülüşme)

The quantum computer won almost every game.

Kuantum bilgisayar neredeyse bütün oyunları kazanmış.

It lost a few only because of operational errors in the computer.

Operasyonel hatalar nedeniyle sadece birkaç oyun kaybetmiş.

(Laughter)

(Gülüşme)

So how did it achieve this amazing winning streak?

Bu kazanma periyodunu nasıl başarmıştı?

It seems like magic or cheating,

Bu bir tür sihir veya aldatma gibi görünüyor

but actually, it's just quantum physics in action.

fakat aslında, bu sadece aksiyondaki kuantum fiziğidir.

Here's how it works.

İşte nasıl çalıştığı.

A regular computer simulates heads or tails of a coin as a bit,

Normal bilgisayarlar yazı veya turayı bit olarak simule ederler,

a zero or a one,

sıfır veya bir olarak

or a current flipping on and off inside your computer chip.

veya mevcut atma açık veya kapalı sizin bilgisayarınızın içindeki çipte.

A quantum computer is completely different.

Kuantum Bilgisayar tamamen farklıdır.

A quantum bit has a more fluid, nonbinary identity.

Kuantum bit daha değişkendir, binary olmayan bir yapısı vardır.

It can exist in a superposition, or a combination of zero and one,

Üst üste konulmuş ve bir araya getirilmiş sıfır ve birlerden oluşabilir,

with some probability of being zero and some probability of being one.

bazı sıfır olma ihtimali ve bazı bir olma ihtimali ile birlikte.

In other words, its identity is on a spectrum.

Yani, kimiliği bir spektrumdadır.

For example, it could have a 70 percent chance of being zero

Örneğin, yüzde 70 sıfır

and a 30 percent chance of being one

ve yüzde 30 bir olma ihtimalini barındırabilir

or 80-20 or 60-40.

veya 80-20 veya 60-40.

The possibilities are endless.

İhtimaller sonsuz.

The key idea here

Burada anahtar fikir

is that we have to give up on precise values of zero and one

sıfır ve birin mutlak değerini terk etmek zorundayız

and allow for some uncertainty.

ve bazı belirsizliklere izin vermeliyiz.

So during the game,

Oyun boyunca,

the quantum computer creates this fluid combination of heads and tails,

Kuantum bilgisayar yazı ve turanın bu değişken kombinasyonunu yaratmakta,

zero and one,

sıfır ve bir,

so that no matter what the player does,

bu nedenle oyuncuların ne yaptığı yazı veya tura

flip or no flip,

önemli değil,

the superposition remains intact.

üst üste çakıştırma zarar görmemiş halde kalacaktır.

It's kind of like stirring a mixture of two fluids.

İki sıvının karıştırılması gibi bir şey.

Whether or not you stir, the fluids remain in a mixture,

Karıştırın veya karıştırmayın, sıvı karışım olarak kalır.

but in its final move,

Fakat en son harekette,

the quantum computer can unmix the zero and one,

Kuantum bilgisayar bir ve sıfırı ayrıştırır,

perfectly recovering heads so that you lose every time.

mükemmel olarak turayı elde eder, bu nedenle her zaman kaybedersiniz.

(Laughter)

(Gülüşme)

If you think this is all a bit weird, you are absolutely right.

Bunların hepsinin garip olduğunu düşünüyorsanız, kesinlikle haklısınız.

Regular coins do not exist in combinations of heads and tails.

Normal para tura ve yazının kombinasyonundan oluşmaz.

We do not experience this fluid quantum reality

Günlük yaşamımızda bu değişken kuantum gerçekliğini

in our everyday lives.

tecrübe etmiyoruz.

So if you are confused by quantum,

Bu nedenle kuantum tarafından kafanız karıştırıldıysa

don't worry, you're getting it.

endişe etmeyin, demek ki anlıyorsunuz.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

But even though we don't experience quantum strangeness,

Kuantum garipliğini daha önce tecrübe etmememize rağmen

we can see its very real effects in action.

aksiyondaki çok gerçekçi etkisini görebiliriz.

You've seen the data for yourself.

Kendiniz için olan dataları gördünüz.

The quantum computer won

Kuantum bilgisayar kazandı

because it harnessed superposition and uncertainty,

çünkü üst üste yapılan faaliyeti ve belirsizliği kontrolü altında tuttu

and these quantum properties are powerful,

ve bu kuantum özellikleri çok güçlü,

not just to win coin games,

sadece yazı tura oyununu kazanmak için değil

but also to build future quantum technologies.

aynı zamanda gelecek kuantum teknolojisini inşa etmek için de.

So let me give you three examples of potential applications

Şimdi size hayatımızı değiştirecek potansiyel uygulamalar hakkında

that could change our lives.

üç örnek vereyim.

First of all, quantum uncertainty could be used to create private keys

İlk olarak, kuantum belirsizliği bir merkezden diğer bir merkeze

for encrypting messages sent from one location to another

gönderilen mesajların kriptolanması için kişiye özel anahtar oluşturabilir.

so that hackers could not secretly copy the key perfectly,

Bu durumda hackerlar, kuantum belirsizliği nedeniyle

gizlice anahtarları mükemmel bir şekilde kopyalayamazlar.

because of quantum uncertainty.

They would have to break the laws of quantum physics

Anahtarları kırmaları için, kuantum fiziğinin kanunlarını

to hack the key.

kırmaları gerekecektir.

So this kind of unbreakable encryption is already being tested by banks

Bu tarz kırılamayan kriptolar bankalar ve

diğer uluslararası kuruluşlar tarafından test edilmektedir.

and other institutions worldwide.

Today, we use more than 17 billion connected devices globally.

Bugün, dünya çapında 17 milyar birbirine bağlantılı cihaz kullanmaktayız.

Just imagine the impact quantum encryption could have in the future.

Sadece kuantum kriptolamasının gelecekte yapabileceği etkiyi hayal edin.

Secondly, quantum technologies could also transform health care and medicine.

İkinci olarak, kuantum teknolojisi sağlık ve ilaç kullanımını değiştirecektir.

For example, the design and analysis of molecules for drug development

Örneğin, ilaç gelişimi için moleküllerin dizayn ve analiz edilmesi

is a challenging problem today,

bugün önemli bir problemdir

and that's because exactly describing and calculating

ve bu yüzden moleküllerdeki tüm atomların kuantum özelliklerini tam

all of the quantum properties of all the atoms in the molecule

olarak hesaplamak ve tanımlamak

is a computationally difficult task, even for our supercomputers.

süper bilgisayarlar için bile gerçekten hesaplaması güç bir görevdir.

But a quantum computer could do better,

Fakat kuantum bilgisayar daha iyisini yapabilir,

because it operates using the same quantum properties

çünkü simule etmeye çalıştıkları moleküller gibi

as the molecule it's trying to simulate.

aynı kuantum özellikleri kullanarak işlemektedir.

So future large-scale quantum simulations for drug development

İlaç gelişimi için gelecek geniş kapsamlı kuantum simülasyonları,

could perhaps lead to treatments for diseases like Alzheimer's,

binlerce hayatı etkileyen Alzheimer gibi hastalıkların

which affects thousands of lives.

iyileşmesine yol açabilir.

And thirdly, my favorite quantum application

Üçüncü olarak, benim favorim olan kuantum uygulaması ise

is teleportation of information from one location to another

fiziksel olarak bilgiyi transfer etmeden

bilginin bir yerden diğer bir yere ışınlanması uygulamasıdır.

without physically transmitting the information.

Sounds like sci-fi, but it is possible,

Bilim kurgu gibi geliyor fakat bu mümkün,

because these fluid identities of the quantum particles

çünkü bu kuantum parçacıklarının bu değişken yapısı

uzay ve zaman boyunca bir şekilde birbirine kenetlenebilir,

can get entangled across space and time

in such a way that when you change something about one particle,

bir parçacık ile ilgili bir değişiklik yaptığınızda

bu diğerini de etkileyebilir

it can impact the other,

and that creates a channel for teleportation.

ve bu ışınlanma için bir kanal oluşturabilir.

It's already been demonstrated in research labs

Bu zaten laboratuvar ortamında gerçekleştirildi

and could be part of a future quantum internet.

ve ileride kuantum internetinin bir parçası olabilir.

We don't have such a network as yet,

Henüz böyle bir ağa sahip değiliz,

but my team is working on these possibilities,

fakat benim takımım kuantum ağını kuantum bilgisayarda

by simulating a quantum network on a quantum computer.

simüle ederek bu olasılıklar hakkında çalışıyor,

So we have designed and implemented some interesting new protocols

Ağ üzerindeki farklı kullanıcılar arasında ışınlanma ,

such as teleportation among different users in the network

yeterli data transferi

ve hatta güvenli oylama gibi

and efficient data transmission

bazı ilginç yeni protokolleri dizayn edip uyguluyoruz.

and even secure voting.

Yani, kuantum fizikçisi olmak benim için çok eğlenceli bir şey.

So it's a lot of fun for me, being a quantum physicist.

I highly recommend it.

Bunu çok fazla tavsiye ederim.

(Laughter)

(Gülüşme)

We get to be explorers in a quantum wonderland.

Biz kuantum harikalar diyarında kaşif olmak için yol alıyoruz.

Who knows what applications we will discover next.

Yakında hangi uygulamayı bulacağımızı kim bilebilir.

We must tread carefully and responsibly

Kuantum geleceğini inşa ederken;

as we build our quantum future.

dikkatli ve sorumlu davranmak zorundayız.

And for me, personally,

Benim açımdan şahsen

I don't see quantum physics as a tool just to build quantum computers.

kuantum fiziğini sadece kuantum bilgisayar yapmak için bir araç olarak görmüyorum.

I see quantum computers as a way for us to probe the mysteries of nature

Kuantum bilgisayarları, bizim için, geleceğin gizemini araştırmak ve

bizim tecrübelerimiz dışında kalan bu gizli dünya hakkında daha

and reveal more about this hidden world outside of our experiences.

fazla şey ortaya çıkartacak bir yol olarak görüyorum.

How amazing that we humans,

Biz insanlar ne kadar hayret vericiyiz,

with our relatively limited access to the universe,

evrene nispeten kısıtlı erişimimiz ile

can still see far beyond our horizons

sadece hayal gücümüzü ve becerimizi kullanarak

just using our imagination and our ingenuity.

kendi ufkumuzdan çok ötesini görebilmekteyiz.

And the universe rewards us

Evren bizi, ne kadar inanılmaz derecede ilginç ve sürprizlerle

by showing us how incredibly interesting and surprising it is.

dolu olduğunu göstererek ödüllendirmektedir.

The future is fundamentally uncertain,

Gelecek temel olarak belirsizdir

and to me, that is certainly exciting.

ve bu bizi kesinlikle heyecanlandırmaktadır.

Thank you.

Teşekkür ederim.

(Applause)

(Alkışlar)