Bilgisayarın icadı

İçinde bulunduğumuz uygarlık meraklı insanoğlunun etrafında gözleyip kavrayabildiği, petrol, kuvvet ve enerji gibi, çeşitli fiziksel kaynaklardan yarar tesis etmesiyle gelişti. Bilgisayarın icadı ile birlikte karmaşık bilgi işleme süreçlerinin insan beyni dışına taşınabilmesi bilgiyi bu fiziksel kaynaklar listesine ekleyen en önemli adımlardan biri oldu. Bu yönde ilk adım Alman mühendis Konrad Zuse’nin 1941’de ilk bilgisayarı tasarlaması ile gerçekleşti. Zuse’nin tasarısını olanaklı kılan bilgi birikimi ise matematikçi, mühendis, ve filozof Charles Babbage’ın (1791-1871) erken fikirlerine kadar uzanır. Babbage’in  şifre çözümüne yöntemsel yaklaşan ilk bilim adamı olma özelliğini de anımsamakta fayda var.

Bilgisayar teknolojisindeki muazzam gelişmeler, her geçen yıl önceki yıla nazaran iki kat daha küçük ve iki kat daha hızlı bilgisayarlarla tanışmamıza olanak sağlıyor. Günümüzde bilgisayar işlemcileri ve diğer sayısal tümleşik elektronik devrelerinin artık mikron altı boyutlarında tasarlanıp üretilebiliyor. Ama asıl ilginç olan, elinizin altındaki bu çok hızlı ve minik makinaların çalışma esaslarının, 18000 vakum tübü ve toplam 1000 km’ye varan kablo yığınıyla ağırlığı tonları bulan, ‘Gargantuan’ atalarınınkiyle temelde aynı oluşu. “Klasik Hesaplama” paradigması olarak da adlandırılan bu hesaplama kuramından ilk olarak 1936 yılında ünlü  matematikçi Alan Turing söz eder. 1940’larda yine başka bir matematikçi olan John von Neumann Turing Makinası kuramını daha etraflıca çalışılır.

Bilgisayar işlemcileri ve diğer sayısal tümleşik elektronik devrelerinin artık mikron altı boyutlarında tasarlanıp üretilmesi bize inanılmaz görünebilir. Ancak bilim adamları artık bir atom güruhunun etkileşimi esasına dayalı mantık kapılarının oluşumundan inşa edilmiş yeni nesil işlemciler öngörmekteler. Bilindiği gibi atomik düzeyde maddeler kuantum mekaniği yasalarınca etkileşirler ve bu tanecik yasaları bilgisayarımızdaki temel mantık kapılarının çalışma prensiplerini belirleyen klasik mekanik yasalarından oldukça farklıdırlar. Öyleyse, geleceğin öngörülen atomik boyuttaki mantık kapıları kuantum teknolojisince yeniden tasarlanır olabilmeli ki gelişmenin o merhalesinden fayda sağlayabilelim.
Burada asıl önemli olan kuantum teknolojisinin, dar bir silikon yüzeyine daha fazla sayıda bit sığdırabilme uğraşılarının veya yeni mikro işlemcilerin öncekilerin çalışma hızını katlayamama endişesinin ötesinde, tümüyle yeni hesaplama yöntemlerini destekliyor oluşundadır. Niteliksel olarak yeni algoritmalar yazabilmemize olanak sağlayan bu hesaplama paradigması taneciklerin davranış prensiplerinden ilham alır.
Richard Feynman, 1980’lerin başında, kuantum mekanik sistemlerin simulasyonunun her zaman çok fazla zaman ve bellek ihtiyacı doğurduğuna işaret etti. Üstelik bu gereksinimin kuantum değişkenlerinin doğrusal artışına üstel bir fonksiyonla eşlik ediyordu. Bilgisayarların hesaplama kapasitelerindeki muazzam genişlemeye olanak tanıyan olasılıklara ışık tutan da işte bu gözlem oldu. David Deutsch bu gözlemden yola çıkarak 1980’lerin sonunda Kuantum Turing Makinasını tanımladı.