Dijital çağda keşifler sürüyor! Kuantum ve Nöroformik bilgisayarlar yolda!

Dijital çağda keşifler sürüyor! Kuantum ve Nöroformik bilgisayarlar yolda!

Nova Okulları Fizik Sempozyumu’nda Prof. Dr. Atilla Aydınlı “Bilgisayar, bilgi sayar mı?” konusunu gündeme getirdi. Sayısal bilgisayarların çiplerinin yavaş olduğunu anlatan Prof. Dr. Aydınlı insan beynini taklit eden nöroformik bilgisayarlarla, kuantum bilgisayarları gibi yeni çözüm arayışlara dikkat çekti.

Prof. Dr. Atilla Aydınlı mevcut sayısal bilgisayarların von Neuman mimarisine sahip olduğunu söyledi. John von Neuman’ın 1945’teki makalesine atıfta bulunan Prof. Dr. Aydınlı, bellek ile merkezi işlem biriminin ayrılmasının yarattığı soruna dikkat çekti. Prof. Dr. Aydınlı “Bu bilgisayarın büyük bir kusuru var; çipler yavaş, talimatların gidiş gelişi aynı otoyoldan. Buna von Neuman dar boğazı denir. Şu andaki bilgisayarlar sayısal. Ben doktoraya başladığımda 1 çipin boyutu 7 mikrondu; bitirdiğimde 2 nanometreydi” dedi.

 

SAYISAL / KLASİK BİLGİSAYARLARIN DARBOĞAZI

Sayısal bilgisayarlardaki darboğazın altını çizen Prof. Dr. Atilla Aydınlı “Sorunun çözümü için aynı çipin üzerinde çok sayıda transistör olması gündeme geldi. Moore Yasası aynı yonga üzerinde çok daha fazla transistor olması anlamına geliyor. Moore 1965 aynı yonga üzerinde her geçen yıl iki katı transistör olacak, diyordu. Yani ne kadar çok transistör varsa, o kadar çok işlem yapılıyor. Çip alanı aynı kalırsa MOSFET transistörler daha küçülecek demektir. MOSFET bir vana gibidir. FinFET’ler genel olarak çok kapılı MOSFET olarak adlandırılırlar. Silikon yüzeyinde kanatlara benzer yapılar oluşturduğu ve bu kanatlar yüzgeçlere de benzediği için FinFET ismi verilmiştir. Silisyum Mikroişlemcilerde 50 milyar FinFET transistör var; kapı genişliği 5- 10 nanometre; TSMC 2026’da 2 nanometre kapı genişliğinde FitFET’ler üretecek” ifadelerini kullandı.

 

KÜÇÜLDÜKÇE KUANTIM MEKANİĞİ DEVREYE GİRİYOR!

 

Çipin üzerindeki transistörlerin sürekli küçüldüğüne dikkat çeken Dr. Aydınlı, sözlerini şöyle sürdürdü:

“Daha ne kadar küçültebiliyoruz. Peki Moore yasası bitti mi? 1979 yılında 10 mikrondu; 2007’de 10 nanometreye düştü; 2 nanometre, 1 nanometre yaptınız! 0 oldu. Ne yapılacak? Acaba başka bir şey yapabilir miyiz? Newton mekaniği f = ma yani’ bir cisim üzerindeki net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşit’ der. İlk koşulları bilirsen, f=ma kullanarak parçacığın nerede, ne zaman olduğunu kesin bilirsin. Ama küçülünce hesap değişir, kuantum mekaniği çok küçüğü izah ediyor; büyüdükçe Newton mekaniği devreye giriyor. Kuantum mekaniği parçacığım mesela elektronun durumunu temsil eder. Kuantum mekaniği olanı değil olasılıkları gösterir. 29 Nobel Fizik ödülünün 19’unu Kuantum çalışanlar aldı. Kuantum mekaniği yeni bir şey değil, 1910 yılından beri var.”

Klasik, sayısal bilgisayarların bitlerden oluşan hafıza yapısına sahip olduğuna değinen Prof. Dr. Aydınlı Kuantum bilgisayarların ise kübitlerden oluşan seriler içerdiğini söyledi. 30 kübitlik kuantum bilgisayarının en süper sayısal bilgisayardan daha hızlı olduğuna vurgu yapan Prof. Dr. Aydınlı “Pek çok versiyonu var. Bunlardan birisinde silikon kristali kullanılıyor. Bilgi elektronların spinlerinde saklanıyor. 1 Atomluk transistör yapılmaya çalışılıyor. Bunları normal mikroskop ile görmek mümkün değil, atomik mikroskoplarla görülebiliyor” dedi.

İNSAN BEYNİNİ TAKLİT EDEN NÖROFORMİK BİLGİSAYARLAR

Nöroformik bilgisayarları gündeme getiren Prof. Dr. Aydınlı “Nöroformik bilgisayarlar, beynimizin ne yaptığını taklit ediyor. 2010 yılından beri mesafe kat edildi. Biyolojiden elektronik fotoniğe geçiş; ilet, topla ateşle! Biyologlarca incelenen işlem ve bilgileri, elektronik ve fotonikle ilgilenen mühendisler alıp uğraşıyor; ‘biz bunu taklit edebilir miyiz, buradan hareketle bilgisayar yapabilir miyiz’ diye. Beyindeki nöronlar, sinapsisler inceleniyor. Sinapsisler veya sinir uçları, sinir hücrelerinin yüzeyinde, yakındaki nöronlara bilgi aktarılmasına, onlarla özel moleküller-nörotransmitterlerin paylaşılmasına izin veren özel yapılar olarak biliniyor. Bilgisayarlarda iki görev ayrı ayrı yapılırken, insan beyni bilgileri hem işliyor hem de anıları sinapsislere depoluyor.”

IBM’DEN 1 MİLYN ELEKTRONİK SİNİR İÇEREN TRUENORTH ÇİPİ

IBM’in insan beyninin mimarisini taklit eden bilgisayar işlemcisi geliştirdiğine dikkat çeken Prof. Dr. Aydınlı sözlerini şöyle sürdürdü:

“1 milyon elektronik sinir içeren TrueNorth adındaki çip, beyin gibi algılayabilen işlemcilerin geliştirilmesinde önemli bir adım. TrueNorth’un sahip olduğu elektronik sinirler, ışık gibi verileri belli bir eşik değerini geçtikleri zaman fark etme ve birbirlerinden ayırt etme özelliğine sahip. Programlanabilir sinirler, veriyi desenlere içinde organize ederek ışığın parlaklığının artması, renginin veya şeklinin değişmesi gibi değişimleri fark edebiliyor.”

BAZI MESLEKLER YOK OLACAK AMA YENİLERİ ÇIKACAK

Öğrencilere seslenen Prof. Dr. Atilla Aydınlı “Üniversiteden mezun oluncaya kadar bile baz meslekler yok oluyor. Bazı meslekler yok olacak, yenileri çıkacak. Oğlum mezun olduktan sonra 7 bilgisayar programlama dili öğrendi. Gelecek, size gelecek.  Umutla bakmalısınız. O meslek yok olacaksa yok olsun. O teknolojinin tüketicisi olursanız, bağımlısı olursunuz. Siz bilimi, teknolojiyi üretirseniz ona hükmedersiniz. Başkası üretirse size hükmeder” mesajını verdi.