Kuantum

Kuantum internetin hızı, teorik olarak ışık hızından daha hızlı olabilir. Mayıs 2025'te, Northwestern Üniversitesi'nin gerçekleştirdiği bir deneyde, kuantum bilgisi mevcut fiber optik internet kabloları üzerinden 30 kilometre mesafeye 400 gigabit/saniye hızında başarıyla iletilmiştir. Ancak, kuantum internetin yaygın kullanıma geçmesi için hala kübitlerin üretimi, dolanıklığın korunması ve uzun mesafelerde kayıpsız iletim gibi teknik zorluklar bulunmaktadır.

Sınırları zorlayan matematik, matematikteki mevcut paradigmaları sorgulayan ve yeni fikirler geliştirmeyi hedefleyen çalışmaları ifade eder. Bazı sınırları zorlayan matematik çalışma alanları: Sonsuzluk ve belirsizlik. Kuantum matematik. Kaos teorisi. Kompleks sistemler. Yapay zeka ve makine öğrenimi.

Richard Feynman'ın bazı keşifleri ve katkıları: Kuantum elektrodinamiği: Feynman, bu alandaki çalışmalarıyla 1965 Nobel Fizik Ödülü'nü kazanmıştır. Feynman diyagramları: Atomaltı parçacıkların etkileşimlerini görselleştiren diyagramlar geliştirmiştir. Nanoteknoloji: 1959'da yaptığı "Aşağıda Bir Sürü Yer Var" başlıklı konuşmada, nanoteknolojinin gelişimine ışık tutmuştur. Süper akışkanlık: Süper soğuk sıvı helyumun süper akışkanlığı üzerine çalışmalar yapmıştır. Eğitim yöntemleri: Ezberci yöntemlere karşı olup, basit ve berrak bir düşünme yöntemiyle öğretmeye çalışmıştır.

Optikteki bazı özel durumlar şunlardır: Çukur Aynalar: Cisim aynadan 3f/2 kadar uzaklıkta ise, görüntü aynadan 3f kadar uzaklıkta ve boyu cismin boyunun iki katı olur. Cisim aynadan f/2 kadar uzaklıkta ise, görüntü f kadar uzakta ve boyu cismin boyunun iki katı olur. Tümsek Aynalar: Cisim aynadan f kadar uzaklıkta ise, görüntü aynadan f/2 kadar uzakta ve boyu cismin boyunun yarısı kadar olur. İnce Kenarlı Mercekler: Cisim mercekten 3f kadar uzakta ise, görüntü mercekten 3f/2 kadar uzakta ve boyu cismin boyunun yarısı kadar olur. Cisim mercekten 3f/2 kadar uzakta ise, görüntü mercekten 3f kadar uzakta ve boyu cismin boyunun iki katı olur. Cisim mercekten f/2 kadar uzakta ise, görüntü mercekle aynı tarafta, f kadar uzakta ve boyu cismin boyunun iki katı olur. Düzlem Aynalar: Cismin aynaya olan uzaklığı, görüntünün aynaya olan uzaklığına ve cismin boyu da görüntünün boyuna eşittir. Tam Yansıma: Işık, sınır açısından daha büyük bir açıyla çok yoğun ortamdan az yoğun ortama gelirse, ikinci ortama geçemez ve geldiği ortama normalle eşit açı yaparak geri döner.

Dünyanın ilk kuantum fazlı süper akım pili, NEST-CNR Enstitüsü araştırmacıları tarafından geliştirilmiştir. Bu araştırmacılar arasında, 2015 yılında teorik çalışmayı yürüten Sebastian Bergeret ve Ilya Tokatly bulunmaktadır. Kuantum pilinin çekirdeği, n-katkılı InAs nanotelinden oluşturulurken, kutuplar yapay zeka süper iletken kablolardan oluşturulmuştur.

Türkiye'nin ilk kuantum çipini ne zaman üreteceğine dair kesin bir bilgi bulunmamaktadır. Ancak, Türkiye'nin kuantum teknolojileri alanında önemli adımlar attığı ve bu konuda çalışmalar yürüttüğü bilinmektedir. 21 Kasım 2024 tarihinde, Ankara merkezli TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi (ETÜ) tarafından Türkiye'nin ilk kuantum bilgisayarı QuanT'ın faaliyete geçtiği duyurulmuştur. Bu gelişme, Türkiye'nin kuantum çip üretimi konusunda altyapı çalışmalarını sürdürdüğünü göstermektedir. 2025 yılı için, TOBB ETÜ'nün süper iletken çip üretimevi kurma planları yaptığı ve bu sayede daha yüksek kapasiteli kuantum bilgisayarların geliştirilmesinin hedeflendiği belirtilmiştir. Bu nedenle, Türkiye'nin yakın gelecekte kuantum çip üretimi gerçekleştirmesi beklenmektedir, ancak tam tarih henüz kesinleşmemiştir.

Higgs alanı ile çalışan teknolojiler henüz mevcut değildir, ancak Higgs alanı ve Higgs bozonu ile ilgili yapılan araştırmalar, çeşitli teknolojik gelişmelere zemin hazırlayabilir. Higgs alanı, parçacıklara kütle kazandırma mekanizmasını sağlar. Bu alanın özellikleri üzerine yapılan çalışmalar, şu tür teknolojik ilerlemelere katkıda bulunabilir: Elektronik cihazlar: Higgs alanı, elektromanyetik alanla karşılaştırıldığında, sanal parçacıklarla dolu bir skaler alan olarak tanımlanır ve bu, Higgs alanının varlığını süperiletkenler gibi sürekli aktif hale getirir. Uzay mekaniği: Higgs alanı ile etkileşime girmeyen bir uzay mekiği tasarlanabilirse, bu mekik ışık hızında gidebilir. Higgs alanı ve bozonu üzerine yapılan araştırmalar, aynı zamanda Standart Model'in eksikliklerini gidermeye ve evrenin temel işleyişini anlamaya yönelik önemli adımlar olarak kabul edilir.

Kuantum ve holografik teknolojiler birleşebilir, çünkü bu alanlar, evrenin temel doğasını anlamak için benzer kavramlar kullanır. Holografik ilke, bir uzay içindeki tüm bilgilerin, o uzayın sınırına kodlanabileceğini öne sürer. Bu iki alanın birleşimi, kuantum yerçekimi ve sicim teorisi araştırmalarında kendini gösterir.

Neden-sonuç ilişkisinin kesin olmamasının nedeni, kuantum fiziğindeki belirsizlik ilkesi gibi bilimsel gelişmeler ve felsefi tartışmalardır. Kuantum fiziği: Belirsizlik ilkesi, bazı durumlarda nedensellik ilişkisinin kesin olarak belirlenemeyeceğini ortaya koymuştur. Felsefi tartışmalar: Determinizm ve fatalizm gibi felsefi görüşler, nedensellik ilkesinin kesinliğini sorgulamaktadır. Bu nedenle, nedensellik ilkesi bilim ve felsefe dünyasında tartışmalı bir konu olarak varlığını sürdürmektedir.

Paralel evrenler arasında geçişin mümkün olup olmadığı kesin olarak bilinmemektedir. Paralel evrenler, çoklu evrenler teorisine göre var olabilecek farklı evrenleri ifade eder. Bazı kurgusal teoriler, örneğin uyuduğumuz sırada metafizik olarak farklı bir boyuta, yani paralel evrene geçmenin mümkün olduğunu öne sürer.

Higgs alanı ve kuantum birleştiğinde, parçacıklara kütle kazandıran Higgs mekanizması devreye girer. Higgs alanı, temel parçacıkların kuantum düzeyde etkileşimiyle kütle kazanmalarını sağlar. Higgs alanı ile kuantum yerçekimi arasındaki ilişki ise henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Ancak, Higgs alanı ve kuantumun birleşmesinin tam olarak ne olacağına dair kesin bir bilgi mevcut değildir; bu, halen teorik ve deneysel araştırmaların konusudur.

Çılgın fizikçilerin incelediği Albert Einstein makalelerinden bazıları şunlardır: "Hareket halindeki isimlerin elektromanyetiği hakkında" (Zur Elektrodynamik bewegter Körper). "Bir Cismin Eylemsizliği Enerji İçeriğine Bağlı mıdır?". "Fotoelektrik Etki". "Brown Hareketi". Ayrıca, Einstein'ın 1905 yılında Annalen der Physik dergisinde yayımlanan dört makalesi, modern fiziğin temelinin oluşturulmasına büyük ölçüde katkıda bulunmuş ve uzay, zaman, kütle ve enerji üzerindeki görüşleri değiştirmiştir.

Fizikteki yedi büyük problem şunlardır: 1. Evrenin nihai kaderi: Evrenin Büyük Patlama ile oluştuğu kabul edilse de, nihai olarak ne olacağı bilinmemektedir. 2. Kuantum dalga işlevlerinin çöküşü: Parçacıkların ölçümlenene kadar dalga, ölçümlendiğinde ise parçacık gibi davranması, kuantum fiziğinin en önemli sorunlarından biridir. 3. Tekil güçlerin birleşmesi: Evrenin dört temel gücü (elektromanyetizm, güçlü nükleer güç, zayıf nükleer güç ve yer çekimi) birleştirilememiştir. 4. Yanlış boşluk problemi: Evrenin, en düşük enerji durumunda olmayan bir boşlukta olabileceği düşünülmektedir. 5. Yük parite simetrisi: Evrendeki maddenin anti-maddeye oranla daha baskın olmasının nedeni hala kanıtlanamamıştır. 6. Ses dalgalarından ışık oluşumu: Ses dalgalarının nasıl ışık oluşturduğu anlaşılamamıştır. 7. Standart Modelin sınırlamaları: Standart Model, atom altı parçacıkların etkileşimini açıklar ancak daha hassas deneylerde sapmalar göstermektedir.

2025 yılı itibarıyla birkaç kuantum sergisi bulunmaktadır: Maison Poincaré'de "Kuantum Duyumu". Mahal Art Galata'da Melis Boyacı'nın "Kuantum Bir" Sergisi. Phaeno Bilim Merkezi'nde Robin Baumgarten'in "Kuantum Ormanı" Enstalasyonu. Ayrıca, Refik Anadol'un "Kuantum Hatıralar" sergisi, 2020-2021 yıllarında Melbourne Victoria Ulusal Galerisi'nde yer almıştır.

Işınlanmanın gerçekleşmesine neden olan şey, kuantum mekaniği kurallarına göre atomaltı parçacıkların bir yerden bir yere aktarılmasıdır. Kuantum teleportasyonunda bir parçacığın özellikleri (spin, momentum, polarizasyon vb.) başka bir parçacığa aktarılır. Teorik olarak, bu yöntem küçük mesafelerde ve hassas koşullarda uygulanabilir. Dolayısıyla, günümüzde ışınlanma mümkün değildir ve bilim kurgu filmlerindeki gibi bir ışınlanma şimdilik hayal ürünüdür.

Kuantum fiziğinde gözlemci etkisi, bir parçacığı gözlemlemenin veya ölçmenin, parçacığın durumunu belirlemek veya değiştirmek anlamına gelebileceğini ileri sürer. Gözlemci etkisinin bazı sonuçları: Dalga fonksiyonunun çöküşü: Ölçüm yapıldığında, parçacığın durumu kesin bir değere sahip olur ve bu, dalga fonksiyonunun çökmesine yol açar. Parçacığın davranışının değişmesi: Bir elektron, gözlemlendiğini anladığında davranışını değiştirir; bu, bilincin kuantum teorisinde bir karşılığı olduğu anlamına gelebilir. Gözlemci etkisinin gerçek olup olmadığı konusunda farklı görüşler bulunmaktadır; bazıları bu etkinin gözlemciye bağlı olduğunu savunurken, diğerleri bunun bilgi eksikliği veya ölçüm sınırlamalarından kaynaklandığını düşünmektedir.

Kuantum pillerin ne zaman piyasaya sürüleceğine dair kesin bir tarih vermek mümkün değildir. Bilim insanları, kuantum pil teknolojisinin teoriden pratiğe geçişini sağlamak için çalışmalarını sürdürmektedir. Bazı gelişmeler ve tahminler: Almanya'daki Augsburg Üniversitesi'nden bilim insanları, oda sıcaklığında çalışan ve anında şarj olup enerji kaybı yaşamadan süresiz olarak çalışabilen kuantum piller geliştirmiştir. Avustralya'daki RMIT Üniversitesi ve CSIRO tarafından yapılan araştırma, enerji depolama süresini nanosaniyelerden mikrosaniyelere çıkararak önemli bir ilerleme kaydetmiştir. Güney Kore'deki Temel Bilimler Enstitüsü'nden bilim insanları, kuantum mekanik sistemi kullanarak kuantum pil teknolojisi üzerinde çalışmaktadır. Bu gelişmeler, kuantum pillerin yakın gelecekte kullanılabileceğini düşündürse de, tam olarak ne zaman kullanıma sunulacakları belirsizdir.

Çoklu evren konusu çeşitli kitaplarda ele alınmıştır. Öne çıkan bazı kitaplar şunlardır: Çoklu Evrenler (In Search of the Multiverce), John Gribbin. Telepati Serisi (Telepati, Hafıza, Ütopya). Ayrıca, Stephen King'in "Kara Kule" serisi de çoklu evren temasını içeren kitaplar arasında yer alır.

Türkiye'de kuantum interneti henüz mevcut değildir. Ancak, Türkiye'de kuantum bilgisayar teknolojisi geliştirilmektedir. Ankara merkezli TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi'nde (ETÜ) Türkiye'nin ilk kuantum bilgisayarı QuanT'nin faaliyete geçtiği duyurulmuştur. Kuantum internetinin ticari ve yaygın kullanımı için henüz erken aşamalardadır ve birçok teknik engel bulunmaktadır.

Zamanda geriye gitmenin mümkün olması durumunda ortaya çıkabilecek bazı senaryolar: Büyükbaba paradoksu: Bir kişi geçmişe gidip büyükanne ve büyükbabasının tanışmasını engellerse, kendi varlığı da tehlikeye girer. Mantıksal sorunlar: Geçmişte bir olayı değiştirmek, nedensellik ilkesini ihlal eder ve bu da fizik kurallarına aykırı bir durum yaratır. Evrensel tutarlılık: Zamanda geriye yolculuk, evrenin tarihçiler için güvenli olmasını sağlayan bir "kronoloji koruma varsayımı" ile çelişebilir. Bilim insanları, zamanda geriye seyahatin teorik olarak mümkün olabileceğini, ancak pratik ve teorik zorluklar nedeniyle şu anda gerçekçi olmadığını düşünmektedir.