Günümüzde bilgisayarlar, her birimiz için vazgeçilmez olan, evde, işyerinde hatta ulaşım esnasında bile kullandığımız eşya haline geldi. Bu denli hayatamızda yer alan bu cihazlar küçük bir taşıma çantasının içine sığmakta ve her yerde bize kullanım imkanı sunmakta. Peki bilgisayar, üretildiği ilk zamanlarda da bu kadar kullanışlı ve insanlar için hayatın vazgeçilmezi miydi? Şüphesiz ki hayır. Bilgisayarlar, üretildiği ilk günden bugüne kadar büyük bir değişim içerisinde ve görünen o ki bu değişim ‘Değişmeyen tek şey değişimdir.’ sözünün canlı bir örneği . Şimdi bilgisayar değişim serüvenine biraz daha yakından bakalım.
İlk Bilgisayar ENİAC
Bilgisayarların ilk hayata geçisi ‘ENIAC’ adı verilen bilgisayarın tasarlanmasıyla oldu. ‘Electronic Numeric Integrator and Computer’ baş harflerinden oluşan bu cihaz, elektrik ile çalışan ve elektronik veri işleyebilen ilk bilgisayardır. Üretildiği dönemde ihtiyaç duyulma sebebi ise enteresan. Üretim amacı, günümüzde hizmet verdiği gibi insan hayatını kolaylaştırmak ve boş zamanlarda hoş vakit geçirmek değil. Bu bilgisayar, 2. Dünya Savaşı’nda kullanılmak istenen menzilli top ve füzelerin daha az isabet hatasına sahip olması amacıyla tasarlandı.
ENIAC, eşitlikleri karşılaştırabiliyor ve çarpma, bölme, toplama ve çıkarma işlemleri yapıp hafızasında veri depolayabiliyordu. Bir kişi tarafından hesaplama süresi 20 saati bulabilen bir topun rotasını, yaklaşık olarak 15 saniye gibi bir sürede hesaplıyordu. Bu bilgisayarın ilk siparişi 1943 yılında, yukarıda belirtilen amaçlar dolayısıyla Amerika tarafından verildi. Yaklaşık 2 yıl boyunca tasarımı gerçekleştirildi ve tasarım tamamlandığında ise 2. Dünya Savaşı çoktan bitmişti. 1947 yılında basın tanıtımı yapıldıktan sonra, hava tahmini yapma, atomik enerji hesaplama, kozmik ışın çalışmaları gibi bilimsel çalışmalarda kullanıldı.
İlk bilgisayar olan ENIAC, yaklaşık olarak 170 m2 alan kapsamakta ve yapısında onbinlerce elektronik komponent barındırmaktaydı. Bu bileşenler, vakum tüpleri, röleler, kapasitörler,anahtarlar ve dirençlerden oluşmaktaydı. Ağırlığı ise yaklaşık 30 tonu bulmaktaydı. Saatte 150 kilowatt tüketen bu bilgisayarın programlanması için birçok insan bir arada çalışmakta, tükettiği enerji nedeniyle yüksek ısı üretmekte ve soğutması için yüksek maliyet içeren sistemler kullanılmaktaydı.
EDVAC ve UNIVAC
İlk bilgisayarın üretilmesinden sonra, bu alanda çalışmalar yoğunlaşmaya başladı ve EDVAC isimli yeni bir bilgisayar üretildi. Bu bilgisayar, ENIAC’ tan daha küçük boyutlara sahipti ve işlem gücü daha yüksekti. Temelleri, günümüz bilgisayarlarında halen kullanılan mimarilerinden birinin mucidi olan Van Neumann tarafından atıldı. Dahili bir hafızaya sahip olması ve onluk sayı sistemi yerine ikili sayı sistemi kullanması onu ENIAC’tan ayıran özellikleriydi. EDVAC, yaklaşık olarak 7850 kg ağırlığına sahipti ve 45 m2 alan kaplamaktaydı. Bu bilgisayar, yapısında ikili sayı sistemini kullanması ve komutların dışarıdan alınmasına imkan sağlaması nedeniyle günümüz teknolojisinde çok önemli yer tutan yazılım sektörünün önünü açmıştır.
ENIAC üreticileri tarafından tasarlanan UNIVAC ise ticari anlamda satışa sunulan ve iş yerlerinde kullanılan ilk bilgisayar olarak anılmaktadır. Verileri depolamak için manyetik teyp kullanan ilk bilgisayardır.
Transistör Devrimi
Bu döneme kadar üretilen bilgisayarlarda vakum tüpleri kullanıldı. Bu tüpler, fazla yer kaplaması ve çabuk ısınması sebebiyle bilgisayarlar için birçok dezavantaja sahipti. Bu esnada bilgisayar tarihinde keskin bir değişime sebep olacak bir gelişme yaşandı. Elektronik dünyasında kartların yeniden dağıtılması sebebiyet veren transistorler, bilgisayar dünyasında kullanılmaya ve günümüzde kullandığımız bilgisayarların temelleri atılmaya başlandı.
Elektronik devrelerde akım ve gerilim kazancı sağlayan transistörler, bilgisayar alanında ise vakum tüplerinin sahip olduğu bütün işlevleri yerine getirebiliyordu. Vakum tüpleriyle karşılaştırıldığında boyut olarak çok küçük ve ısınma açısından çok daha verimliydi. Artık bilgisayarlarda transistörler kullanılmaya başlanacak, devamında transistörlerin bir araya getirilmesiyle oluşan entegre devreler ile bilgisayar boyutlarında büyük bir düşüş görülecek, ardından ise entegre devrelerin bir araya getirilmesi sonucu işlemcilerin tasarlanmasıyla bilgisayarlar günümüzdeki halini almaya başlayacaktı.
IBM firmasının ürettiği IBM1401, transistörlerin kullanıldığı ilk bilgisayarlardan biridir. Bu dönemde, işlemci olarak yine vakum tüpleri bulunmaktaydı ve yapılarında yaklaşık 10000 adet transistör bulunduruyorlardı. Transistörlerin kullanılmasıyla bilgisayarların harcadığı enerji ve ısınmasında çok büyük gelişmeler oldu . 1960 ların ortalarında, kullanılan bilgisayarların neredeyse yarısı 1401 tipi sistemlerdi.
İlk Kişisel Bilgisayar
Entegre devreler ve ardından mikroişlemcilerin bulunmasıyla pek çok farklı bilgisayar üretimi yapıldı. O dönem üretilen bilgisayarlardan biri olan IBM PC, günümüzde kullanılan ve kişisel bilgisayar adı verilen bilgisayarların ilk örneğidir. Bu bilgisayar, 4.77 Mhz Intel 8088 mikroişlemciye sahipti. 16 KB belleğe sahip olan IBM PC, ekran üzerinde sadece yazı gösterebiliyor ve grafik gösteriminde bulunamıyordu.
İlk Ticari Bilgisayar
İlk ticari ve taşınabilen bilgisayar olan Osborne-1 ise 1981 yılında basına tanıtılmıştır. Üretiminden sonra çok büyük bir ilgi görmüş ve üretici firmaya 20 milyon dolar gibi bir gelir getirmiştir. Ağırlık olarak yaklaşık 11 kg olan bu bilgisayar, Z80 4 Mhz’lik işlemciye,64 KB kapasitesinde RAM belleğine , 2 adet 92 KB lık diskete sahipti.
Bu gelişmelerin akabinde boyut olarak küçük,daha yüksek işlem kapasitesine sahip, grafiksel olarak gösterim yapabilen, bellek kapasitesi yüksek bilgisayarların tasarlanması amacıyla çalışmalar tüm yoğunluğuyla devam etti ve günümüzde de daha verimli bilgisayar arayışı devam ediyor. Bu arayışın adı kuantum bilgisayar.
Kuantum Nedir?
Günümüzde,şu anki bilgisayarlardan daha üstün özelliklere sahip yeni bir sistem üzerinde çalışmalar yapılıyor. Bunun adı kuantum bilgisayar. Şuana kadar hepimiz ‘Kuantum Fiziğini’ni duymuşuzdur. Kuantum, temelinde maddelerin atom altı seviyelerindeki hareketlerini inceleyen bir bilim dalıdır. Maddelerin yapısında bulunan atomları ve bu atomları oluşturan proton, elektron, nötron, kuark gibi cisimlerin hareketlerini saptamaya çalışan bu bilim dalının öncüleri Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr gibi döneminin ünlü bilim insanlarıdır. Kuantum Fiziği, anlaşılması güç olan bir kavramdır çünkü bu alan belirsizlikler ve anlaşılmazlıklar üzerine temelleri atılmış bir alandır. Şimdi kuantumun bilgisayarlar üzerindeki kullanımını açıklayacağız ,daha doğrusu açıklamaya çalışacağız. Bunu anlamak için klasik bilgisayar çalışmasını bilmemiz gerekiyor.
Klasik Bilgisayarlarda İşler Nasıl Yürür?
Bilgisayarlarda her bir işlem, bit denilen yapılar üzerinden yapılır ve bilgisayardaki en küçük veri boyutudur. 8 adet bit bir araya gelerek byte oluşturur. Byte lar bir araya gelerek kilobyteları oluşturur ve bu silsile gigabyte oluşumuna kadar gider. Yani bitler, klasik bilgisayarların en küçük yapı taşıdır. Her bir bit için 2 farklı durum mevcuttur.Bit ya 1 ya da 0 dır. Bitin 1 olma durumu devreden elektrik akımı geçtiğini söylerken, 0 durumu herhangi bir akım geçmediğini ifade ediyor. Sayısız bitin bir araya gelmesiyle bilgisayarlar, kullanıcının isteği doğrultusunda birtakım işlemler yapıyor. Anlaşılacağı üzere klasik bilgisayarlar elektrik akımının geçip geçmemesine göre işlem gerçekleştiriyor. Kuantum bilgisayarları ise elektrik akımı yerine proton ve elektron gibi atom altı parçacıklara dayanan bir sisteme sahip.
Kuantum Bilgisayar
Kuantum bilgisayarlarında , bit yerine kubit denilen yapılar yer alır. Bu kubitler kuantum bilgisayarının yapısında bulunan her bir elektron ve ya foton olabilir. Klasik bit anlayışının aksine bir kubitin durumu aynı anda hem 1 hem de 0 olabilir.Bu duruma süperpozisyon ilkesi denir. Bu ilkeye göre bir elektron, olası olan bütün durumlarda aynı anda mevcutiyet gösterip, birçok sonuç doğurabilir. Buna bağlı olarak, kuantum bilgisayarlar da yapısında atom ve atom altı parçacık sistemini kullandığı için bir problemin birçok farklı çözümünü aynı anda hesaplayabilir.
Olayın anlaşılması için basit bir örnek verelim. Elimizde rakamlarla şifrelenmiş , 4 haneli bir kilit olsun. Eğer şifreyi bilmiyorsak 10 üzeri 4 kadar farklı ihtimal ile karşı karşıya kalmışız demektir. Normal şartlarda her bir olasılığı sırasıyla deneyerek kilidi açmaya çalışırız ve doğru sonuca ulaşmamız neredeyse imkansızdır. Peki aynı anda bütün kombinasyonları deneme imkanımız olsa nasıl olurdu? İşte kuantum bilgisayarlarının yapmaya çalıştığı şey tam olarak bu. Olası olan bütün cevapları aynı anda, paralel bir şekilde işlem yaparak bulmaya çalışmak.
Google’dan Kuantum Bilgisayar Açıklaması
2019 yılının sonlarına doğru kuantum bilgisayar hakkında heyecan verici bir gelişme yaşandı. Dünyanın önde gelen firmalarından olan Google, kuantum bilgisayarının üretimini tamamladıklarını ve şuan mevcut olan en hızlı süper bilgisayarların 10 bin yıl gibi bir sürede çözebileceği bir problemi 200 saniyelik sürede çözebildiğini açıkladı. Bu açıklamanın ardından, bilgisayar tarihinde çok önemli bir yer tutan IBM firması ise, Google’ın verdiği süreyi çok abarttığını ve bu problemin klasik bilgisayar tarafından 2,5 günlük bir sürede çözülebileceğini söyleyerek cevap verdi. IBM tarafından verilen bu süre bile kuantum bilgisayarlarının görkeminin anlaşılması için yeterli bir süre.
Yazımızın sonuna gelindiğinde akla gelen soru şu olabilir.’Peki bu bilgisayarlar hayatımıza dahil olabilecek mi?’. Kuantum bilgisayarlarının çalışması için elektronların izolasyonu hayati bir öneme sahip. Bu yüzden bu bilgisayarlar Dünya şartlarından tamamen izole edilmiş ortamlarda kullanılabiliyor. Şu anlık kuantum bilgisayarların günlük kullanımı pek olağan gözükmüyor. Ama takvimler 1947 senesini gösterirken kim ENIAC’tan daha verimli ve boyut olarak çok daha küçük cihazların evlerimizde olacağını düşünüyordu?
Kaynakça
wikipedia.org
computerhistory.org
livescience.com
sciencealert.com
