Metaversele birlikte hayatımızı etkileyen en önemli faktörlerden birisi teknoloji alanında temelde meydana gelen değişimdir. Bu değişime analitik olarak bakacak olursak bu etmenlerin başında Newton ve Einstein döneminin fiziği olarak bilinen görecelik kuramı, artık parçacık fiziği bilgisinin eklenmesiyle bir üst levela yükselmiştir. Einstein’ın Rölativite olarak bilinen zamanın her cisim için farklı işlediği teorisi yıllarca insanları etkileyen en önemli fikir olarak teknolojik çalışmaları etkiledi. Ancak günümüzde bu anlayışa eklenen yeni araştırmalar ve elde edilen yeni bir bilgi kümesi var ki bu da atomları oluşturan parçacıkların esrarengiz dünyasında meydana gelen gelişmeler.
Quantum fiziği, Kuantum mekaniği, dediğimiz bu dünyada meydana gelen her şey atom’un içerisinde meydana gelen fiziki hareketlilik, maddenin nasıl meydana geldiği, madenin bozunması, meydana gelebilme olasılığı, süperposisyon, gibi kavramları hayatımıza getiriyor. Atomu meydana getiren elektron, proton, foton, kuark gibi atom altı parçacıkları inceliyor ve nasıl hareket ettiklerini, maddeyi nasıl meydana getirdiklerini açıklamaya çalışıyor. Bu yaklaşım günümüzde matematiksel hesaplamaları ve bilgisayar teknolojilerini de değiştirdi. Halen bilgisayar teknolojilerinde kullanılan binary ( ikilik sayı sistemi) ile hesaplama yöntemleri, bir anda bir işlemi ikilik sayı sistemi bazında hesaplamaya dayanıyordu. Buda microişlemci hızlarının sürekli arttırılması ve işletim sistemlerinde multitasking modeli ile programlanması sonucunda hepimizin bildiği performansta bilgisayar hesaplaması sunuyordu. Artık Quantum bilgisayarları ile ikilik sayı sistemine dayalı hesaplama Quantum yöntemleri ile hesaplama ile birleştiriliyor. Quantum fiziği ana prensipleri ile geliştirilmeye başlayan Quantum bilgisayarlar artık çok daha kısa zaman diliminde ikilik sayı sisteminde çalışan bilgisayarların aylarca yıllarca çalışması ile hesaplanacak işleri saatler mertebesinde hızlı olarak yapabilecek hale geliyor.
“Kuantum, Latince ‘quantus’ (ne kadar, ne büyüklükte) sözcüğünden geldiği bilinmektedir. Kuramın belirli fiziksel nicelikler için kullandığı kesikli birimlere gönderme yapar. Mekanik, Latince ‘mechanicus’ (makinelere ait veya yaratıcı) sözcüğünden gelmektedir. Kuantum mekaniğinin temelleri 20. yüzyılın ilk yarısında Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli gibi bilim insanlarınca atılmıştır. Belirsizlik ilkesi, anti madde, Planck sabiti, kara cisim ışınımı, dalga kuramı, Kuantum alan kuramı gibi kavram ve kuramlar bu alanda geliştirilmiş ve klasik fiziğin sarsılmasına ve değiştirilmesine sebep olmuştur.”
Kuantum kuramı maddeyi enerji olarak tanımlar ve maddeler arası etkileşimleri enerji alanlarının etkileşimi olarak görür. Demek ki tüm evreni birtakım enerji alanlarının ortamı olarak görebiliriz. Hareket ise enerji alanları arasında bir çeşit alış-veriş veya dalgalanma olarak açıklanabilir. Kuantum fiziğinin en temel özelliği dolanıklık olgusudur, yani iki atomaltı parçacığın birbirini uzaktan etkilemesi. Einstein parçacıklar arasında sanki ışıktan hızlı etkileşime izin veren bu özelliği çok önemsemiyordu ve teorik olarak yanlış olduğunu kanıtlamaya çalışıyordu. Ancak günümüzde fizik Einstein’ın ilgi göstermediği bu alana yönelerek çok büyük ilerlemeler katetmeye başladı.
Kuantum bilgisayarlarla birlikte bit ( sekiz tane 1 ve 0 ın bir araya gelmesi ile oluşan, 01001110) hesaplama değeri belli olasılıklarla “0”, belli olasılıklarla da “1” olabiliyor. Bu sayede aynı anda birden fazla hesaplama işlemini aynı zamanda yapabilme avantajı kuantum bilgisayarların ikilik sayı sistemine göre çalışan klasik bilgisayarlardan çok daha üstün hale gelmesini sağlıyor. Büyük veri analizlerinde, yapay zeka uygulamalarında, şifre çözümlemelerinde, optimizasyon problemlerinde, malzeme bilimlerinde, biyoteknoloji uygulamalarında kuantum bilgisayarların çok büyük üstünlük sağlaması bekleniyor.
Quantum Dünyasındaki fonksiyonelliği ifade eden mucizevi formül bu şekilde ifade ediliyor. Parçacığın momentumu ölçülerek şu önerme ileri sürülüyor, parçacığın momentumunun ölçümden sonra, değerini alma olasılığı,
Bu yaklaşım ile olabilecek tüm olasılıkları çok daha kısa bir zamanda ortaya çıkarabilmek ve modelleyebilmek mümkün hale geliyor. İlk olarak 1982’de fizikçi Richard Feynman’nın kuramlaştırdığı kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarlardan temelde veri aktarma ve saklama yöntemiyle ayrışıyor. Kuantum bilgisayar düşüncesi, enerjiyi ve maddeyi atom ve atom altı seviyede açıklamaktadır. Bu bilgisayarlar işlem yaparken, süper pozisyon, (kübit) kuantum bitleri, kargaşa kuramı gibi kuantum kavramlarını kullanmaktadır.
Kuantum bilgisayarlar kuantum bitlerini kullanarak çalışan bilgisayar oldukları için Hem 1 ve hem de 0 değerini aynı anda alabilirler, bu şekilde diğer bilgisayarlardan ayrılmaktadırlar. Bu sayede İşlemci gücünü kübitleri kullanarak alan kuantum bilgisayarlar oldukça hızlı çalışırlar. Elektronlar manyetik alana sahip oldukları için birer küçük mıknatıs gibi davranmaktadırlar ve bu özellikleri spin olarak adlandırılır. Bir elektronu manyetik alana sokarsanız; manyetik kuvvetin etkisiyle manyetik alan doğrultusunda yön değiştirirler.
Bu konuda IBM, Intel, NVIDA gibi firmalar Quantum Bilgisayarlarını geliştirmede başı çekiyor. IBM, Google ve Rigetti Computing gibi bazı şirketler, bunu üretmek için soğutulmuş süper iletken devreler kullanmaktadırlar. Ayrıca CERN’de yapılan parçacık fiziği araştırmaları sonucunda bu iki etken teori sıfır ve 1 arasında değerlerin ölçülmesini sağlayan regresyon doğrusu ve atom altı parçacıkların hareketleri üzerinde yoğunlaşan quantum fiziğine yerini bırakmıştır. Kuantum mekaniği veya Kuantum fiziği dediğimiz atom altı parçacıkları inceleyen bilim dalıdır.
Sonuç olarak Aristodan beri gelen klasik logical mantık ve otomata teorisi ile teknolojiye lokomotiflik ederken günümüzde bu yaklaşım kuantum teknolojiler, süper bilgisayarlar ve yapay zeka ve öğrenen makinelere yerini bırakmaktadır. Kuantum bilgisayarlar hesaplama yapmak için kuantum fiziğinin özelliklerinden yararlanan, denetlenebilir kuantum mekaniği cihazlarıdır. Bazı bilgi işlem görevlerinde, kuantum bilgi işlemi üstel hızlanmalar sunar. Bu hızlanmalar, kuantum mekaniğinin üç olgusuyla mümkün hale gelir, süper pozisyon, girişim ve dolanıklık. Bitler, klasik bilgi işlemde bilgilerin temel nesnesi iken, kubitler de kuantum bilgi işlemde temel nesnedir. Bir bit veya ikili basamak 0 veya 1 değerine sahip olabilir ancak kubitin 0, 1 veya 0 ile 1 kuantum süper konumlandırması olan bir değeri olabilir. Klasik bilgisayarlar ve kuantum bilgisayarları arasındaki temel farklardan biri, kuantum bilgisayarlardaki programların yapıları gereği olasılık tabanlı, klasik bilgisayarların ise genellikle belirlenimci olmasıdır. Kuantum algoritmalarında her olası sonuç ilişkili bir olasılık genliği içerir. Bir ölçümden sonra olası durumlardan biri belirli bir olasılıkla elde edilir. Bu olgu, bir bitin yalnızca 0 veya 1 olabileceği klasik bilgi işlemin karşıtıdır. Yavaş yavaş hayatımıza giren Quantum bilgisayarlar metaverse dünyasının ana etmeni olacaktır. Bu sayede gerek fiziksel evrende yeni araçlar, yeni keşifler, yeni uygulamalar geliştirilebileceği gibi sanal ortamda da yeni evrenlerin oluşturulması, simülasyonları ve bu ortamlarda sunulan yeni uygulama ve hizmetler bizleri beklemektedir. Özetle şunu rahatlıkla söyleyebiliriz ki önümüzdeki dönem Quantum Fiziği ve Quantum Bilgisayarları uygulamalarının uluşturduğu, süper bilgisayarların, süper uygulamaların süper araçların çağı olacaktır. Mükemmel ve Mükemmel ötesi bir yaşamın başlangıcıdır.