Sanal ve Artırılmış Gerçeklik Teknolojisiyle Tümleşik Quantum Bilgisayar Derleyicisi Kullanım Platformunun Gerçekleştirilmesi


Creative Commons License

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Hasan Hakan GENÇ

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hasan Erdal

Eş Danışman: Serkan Aydın

Özet:

Süperpozisyon durumlarının, tutarlılık süresinin, aslına uygunluk, hata düzeltme, güç tüketimi ve gürültü açısından mükemmelleşmesiyle her geçen gün daha güçlü ve pratik hale gelen kuantum bilgisayarlarının, artan bir hızla mevcut sistemlere göre pek çok alanda daha yüksek bir problem çözme performansı gösterecekleri öngörülmektedir. Bazı yüksek teknoloji şirketlerinin araştırma ve geliştirme aşamasından problem çözme aşamasına kadar aktif olarak kullanıma sundukları kuantum bilgisayar tasarımları vardır ve bu bilgisayarlarda farklı mimariler kullanılmaktadır. Çalışmaya kaynaklık eden “IBM Quantum Experience” laboratuvarı, sahip olduğu bulut tabanlı kuantum bilişimi platformu ile herkese açık erişimli ve çok alternatifli bir seçenek sunmaktadır. Bu platformda, programlama kuantum besteleyicisi adı verilen bir web arayüzü aracılığıyla kuantum kapıları kullanılarak yapılabilmektedir. Sanal gerçeklik (Virtual Reality – VR) ve artırılmış gerçeklik (Augmented Reality – AR) teknolojilerinde de önemli ilerlemeler kaydedilmiş ve sanal gerçeklik tabanlı tarayıcı platformları geliştirilmiştir. Bu çalışmada, IBM kuantum besteleyicisinden ve Microsoft’un Q# eğitimi materyallerinden esinlenerek tasarlanmış kuantum kapılarının matematik modelleri yazılım yordamıyla sanal gerçeklik ortamına aktarılmış ve daha sonra oluşturulan kodların bulut bilişim sisteminde derlenebilmesi için gerekli olan düzenlemeler gerçekleştirilerek sanal gerçeklik temelli kuantum bilişimi programlama platformunun tasarım süreci tez kapsamında sunulmuştur. Çalışma temel olarak, insan-bilgisayar arayüzü etkileşimi çalışmalarının bir örneği olan sanal gerçeklik yaklaşımı ile kuantum bilişimi ilkelerinin birleştirilmesini içermektedir. Tasarım ortamında, hem üç boyutlu bir programlama platformu hem de sanal gerçeklik temelli olarak gerçek zamanlı çalışan bir web tarayıcısı yer almaktadır. Kullanıcılar sanal gerçeklik ortamında prosedürlere uygun şekilde işlemleri gerçekleştirmekte ve VR temelli web tarayıcısı yardımıyla kuantum bilgisayarları üzerinden derleme işlemi yapabilmektedir.