winter interrail Day #1 - #2

allright, I woke up so early in the morning. That's me with my sleepy eyes in the shuttle from Taksim to Sabiha Gokcen airport in Istanbul:

Well, in fact I couldn't sleep at night, at all. I have been having serious insomnia, recently. Anyways, I got to Milan with a little bit turbulence but at least with a nice meal. I hadn't have my breakfast. The guard at the passport check point did not even ask why I came to Italy! Though, I was quite prepared to show my interrail ticket and to answer any question that might come: where will I stay? Do I know the number, address blah blah blah...

about my BSc thesis research in IQC (Institute for Quantum Computing)

Hi folks!

This is a bit late post, I know. Since I'm already in Istanbul done with my engineering thesis in IQC and we are even at the end of the fall semester! Anyways, it's better than nothing and who knows maybe it can give an idea to those who want to work in IQC as undergrad researchers.

IQC was one of the places where I wanted to experience working in. It was also my another reason of choosing University of Waterloo to make my exchange term during undergrad. When I was heading for UW from Istanbul, having a chance of working on my bachelor thesis in IQC was such a big desire for me.

Picturesque scenes from Safranbolu, TR.

İTÜ'de tarihi laboratuvarlardan biri!

Cuma günü Radar dersinde İTÜ Elektrik-Elektronik fakültesindeki adeta 70-80'lerden kalmış izlenimi veren laboratuvarlardan birinde (Mikrodalga laboratuvarı) mikrodalga difraksiyon gözlemi yaptık. Deney kadar kontrollü değildi, araya bir levha koyduğumuzda belirli bir mesafede voltmetredeki yükselişin gözlemlenmesinden ibaretti aslında. Yine de optikte bu deneyi yapmış biri olarak mikrodalgada da difraksiyonu gözlemleyebilmek oldukça keyifliydi.

Difraksiyon gözlemimizin düzeneği. Verici sağda, alıcı solda.

Çift dipol anten.

A nice scene in Technical Univ. of Istanbul

Film Ekimi'nde yine dramatik bilim kurgu!

Aksiyonundan çok uyandırdığı duygularla ve düşündürttüğü sorularla ön plana çıkan bilim kurgu filmleri popüler kültürde çok rağbet görmez. Bilim kurgu deyince de çoğu kişinin aklına akla hayale sığmayan bir teknoloji çağında geçen, çoğu zaman bulutların ötesine uzanan gökdelenlerle çevrili, tek ve kullanılmaktan eskitilmiş bir ana konunun etrafına dizilmiş olaylar silsilesi ve savaşmayı çok iyi bilen gerçeklerden uzak karakterler gelir. Ancak elbette bilim kurgu bu değil. Her şeyin başında bir bilim kurgu (kitap ya da film) sizi yormuyorsa ve sadece eğlenceli zaman geçirmeniz için yapılmışsa buna bilim kurgu demek ustalara hakaret etmeye eşdeğer. Çünkü bilim kurgu bir sanat dalındaki her tür gibi her şeyden önce bir eleştiridir. Çelişkiler üzerine kurulur ve yapıt boyunca sizi o köşeden bu köşeye sürükler de sürükler. Bazen öyle kurgularla karşılaşırsınız ki ana çelişki kurgunun sonunda dahi aslında çözümlenemez ama tüm eser ana çelişkinin etrafındaki eğlenceli bir salınımdır. Zengin eserlerde ise ana çelişkinin doğurduğu yan çelişkiler daha küçük boyutlu başka salınımları getirir kurguya ve bir noktadan sonra eserin sorguladığı labirent misali yapının nasıl da titizlikle örüldüğüne hayret edersiniz. Aşağıdaki üçlü sarkaç modeli ana bir çelişkiyle etrafına dizilmiş yan çelişkileri olan bir kurguyu çok güzel anlatıyor mesela.

En büyük kollarından biri distopya öykücülüğü olduğundan çoğu bilim kurgu gelecekte geçer. Hatta bu özelliği türün tanıtıcı özelliklerinden biri haline bile gelmiş durumda. Ancak bir bilim kurgu gelecek zamanda geçmek zorunda değil. Bu yılın Film Ekimi filmlerinden biri olan I Origins (Kökler) şimdiki zamanda, bildiğimiz şehirlerde ve tanıdığımız hayat tarzında bir bilim kurgu sunuyor. Filmin yönetmeninin (Mike Cahill) dramatik-psikolojik bilim kurgu denilen bu türdeki ilk eseri değil, sanıyorum iki sene önce de Film Ekimi'nde Another Earth (Başka Bir Dünya) adlı filmini izleme şansı bulmuştum.

Başka Bir Dünya filminde gökyüzünde beliren ikinci bir Dünya'nın (bir nevi parallel bir evrendeki Dünya'nın görünür olması) filmdeki karakterlerin hayatına nasıl dokunduğu anlatılıyordu. Bu yönden Kökler filmine göre daha durağan bir ilerleyişi vardı. Ayrıca Başka Bir Dünya'da sahne çekimleri daha amatör bir hava uyandırıyordu, ancak film bittiğinde içine girdiğiniz duygu ve düşünme karmaşası aynen yerini korumuş Kökler'de de. Yönetmenin kamerasını çok daha içten bir anlatıma döndürdüğünü hissedebiliyorsunuz. Bazı sahneler o kadar bizim hayatımızdan alınmış ki bir bilim kurgu filmi olmasına karşın gerçekçiliğini doyasıya görebiliyorsunuz. Elbette bilim kurguya bu yönden bakmayanlar için bu bir motivasyon olmayacak, ancak bilim kurguyu aksiyona indirgemiş bir popüler kültürden bıkmışlar için bu tür adeta bir su kaynağı.

Kökler, New York Üniversitesi'nde doktora yapan ve uzmanlaşma alanı göz olan bir moleküler biyolojicinin gerçekten olağan-dışı hikayesini anlatıyor. Filmin çelişkisi çoğu bilim insanın er ya da geç karşı karşıya kaldığı çeşitten. Ne Tanrı'yı ne de ölümden sonra hayatı kanıtlayan hiçbir verimiz yok, dolayısıyla dini inanç bilimsel bilginin sınırlarına dahil bir alan değil. Ian (filmin baş karakteri) da aynen böyle düşünen işinde gücünde bir bilim insanı. Ayrıca amacı gözün evrimini açık bir şekilde göstermek ve göz'ü akıllı tasarım teorisine alet edenlerin çenesini kapamak. Filmin dönüş noktalarından birinde rotasyon öğrencisiyle başladığı gözün oluşmasını sağlayan gene sahip bir tür solucanda sıfırdan göz yaratma araştırmasının da temellerini atıyorlar. Filmin bu yan konusu elbette kurgunun gerçekçiliğini arttırıyor, ayrıca hafiften bir evrim teorisine de dokunuyor. Ancak belki de kurgu için daha önemlisi, baş karakterin yaşadığı çelişkinin kutup noktalarından birini oluşturuyor olması. Her bilim insanı gibi Ian da yaşadığı hayata zıt bir karakterle bir araya gelmediği sürece bu kutup noktasında kendi küçük salınımlarını yaşar durur, ancak genel itibariyle o kutuptan asla ayrılmaz. Laboratuvarı ve göz üzerine çalışması ana karakterin bu kutbunu çok net ortaya koyuyor. Fakat ana karakterin hayatına salınım katan ikinci ana karakter daha filmin başından kurguya dahil oluyor, gözleriyle. Çalkantılı bir hayatı olduğunu anladığımız Sofi adının da simgelediği şekilde ruhani zekası yüksek olan bir kız ve film boyunca farklı analojilerle Ian'a diğer kutbu göstermeye çalışıyor. Analojilerin filmin farklı yerlerine gizlenmiş detaylarda beliriyor olması da düşünsel olarak seyirciye doyum yaşatabilecek türden. Filmde birden çok kopuş noktasına rastlıyorsunuz, hatta bir noktada sanki konudan konuya atlıyor izlenimi bile verebiliyor bu ani gelişmeler. Ancak genel olarak film hep göz teması etrafında gelişiyor. Filmin başında sadece ana karakterin çalıştığı bir konu olarak tanıtılan göz'e filmin ikinci yarısından itibaren şaşırtıcı bir şekilde bilim kurgusal bir özellik kazandırıyor senarist (ki yönetmenin kendisi). Dolayısıyla filmdeki etkisinin zayıfladığını düşündüğünüz anda ana temanın filme geri dönüşü çok şaşalı. Nitekim bu noktadan itibaren film daha dinamik bir yapıya bürünüyor ve iniş çıkışlarla çelişkilerin de pek de çözümlenemediği bir sona varıyorsunuz.

Filmi izlemeyi düşünenler için yeterli bir motivasyon olduğunu düşünüyorum. Bu noktadan itibaren filmin can alıcı noktalarını açıklayıp bazı yerleri tartışacağım. Dolayısıyla spoiler riski taşımakta.

Genetik olarak aynı kodu taşıyan bir çift gözün iris tabakası bile birbirinden farklı olabiliyor. Bu da iris oluşumunda sadece genetik faktörlerin önemli olmadığını gösteriyor. Her insanın kendine has bir iris örüntüsü var, hatta bu özelliği sayesinde iris bir biyo-kimlik olarak da kullanılabiliyor. Bütün filmin üzerine oturduğu ve bence filmin en göz alıcı düşüncesi, iris örüntüsünün beyindeki nöral bağlantılara dair fikir veriyor olduğu iddiası. Hafıza dediğimiz kavramı kabaca beyinde birbirine özel şekillerde bağlanmış milyonlarca sinir hücresi yığını olduğunu düşünürsek bu iddianın hafızaya kadar dayandırılabileceğini görebilirsiniz. Filmde bu uçuk kaçık nokta aslında sadece tek bir cümleyle kendini belli ediyor: "İris örüntüsünün aynı olması beyinde nöral benzerliği gösteriyor olabilir" ya da buna benzer bir replikti. 

Film ölmüş birinin iris örüntüsünün yaşayan birinin iris örüntüsüyle aynı olması durumunda bir bilim insanının bunu nasıl yorumlamaya çalışacağını anlamaya çalışıyor. Elbette filmin bunu ruh kavramına ve reenkarnasyona bağlamaya çalıştığı bariz ortada. Yukarıdaki iddiayı kabul edersek, ölmüş birinin iris örüntüsünün çok kısa bir süre içinde yeni doğan birinde aynen oluşması başka neye yorulabilirdi bilemiyorum. Buradan yola çıkarak yaşayan kişide ölmüş kişinin hafızasından parçalar bulmalıyız sonucuna varıyor film. Dolayısıyla hayali kabul ettiğimiz ruha ve akıllı bir mekanizmanın varlığına da bir gönderme yapıveriyor.

Eğer bir iris örüntüsünün başka birinde yeniden oluşması uzun bir süre içinde gerçekleşseydi daha anlamlı olabilirdi bilimsel olarak. Bu haliyle bile ilginç bilimsel sorular doğurabilir. Dolayısıyla aslında bu tarz minik noktalar (bariz şekilde reenkarnasyonu ima etmesi) filmin bilim kurgudan inanç felsefesine doğru kayışını net gösteriyor. Ian, filmin sonunda yedi sene önce ölmüş olan Sofi'nin reenkarne olduğu iddia edilen küçük Hint kızına ufak bir test yapıyor. Test sonucu rastlantısal yüzdenin üzerine çıkamıyor ve kurgunun bu şekilde ilerlemesi aslında oldukça gerçekçi. Ancak ilginç bir şekilde asansörde ölmüş olan Sofi'yi sanki gerçekten biliyormuş gibi asansöre binmeye çalıştıklarında ağlamaya başlıyor kız ve asansöre binmek istemiyor. Bu da senaryonun bi' nevi son çığlığı. Senaristin kendine has 'bilimsel testi geçemedi ama var' deyişi.

Kısacası sonu, bilimsel bir aklı yeterince memnun etmese de (çünkü gerçeklikten ve bilim kurgudan kopuyor), sorduğu sorular ve filmin ilerleyişi güzel bir psikolojik bilim kurgu örneği veriyor. Sonuçta bilim kurgu, bilimsel literatürde (henüz) olmasa da hayalimizde var olan kavramların ve nesnelerin kağıtta ya da ekranda kendini bulması. Bu film bana bir bilim insanı adayı olarak ben böyle bir deney verisiyle karşılaşsam ne yapardım sorusunu sordurdu. Ana karakter gibi üzerine gitmeden yapamazdım herhalde!

Denizin Kanı üzerine

Tarık Dursun K.’nın Denizin Kanı adlı kitabı köylü-ağa sömürü ilişkisinin en güzel edebi örneklerinden birini veriyor. Ege’nin bir kasabasındaki sünger işçilerinin yıllarca çalıştıkları ağadan bir kayık alma mücadelesini anlatıyor kitap. Kayık bu köylülerin özgür birer köylü oluşunu simgeliyor; çünkü bu kayık sayesinde özgürce avlanıp ürünlerini büyük şehirlerdeki tacirlere satabileceklerdir ve ağaya muhtaç olmayacaklardır. Kısacası kayık bu romanda bir üretim aracı olarak öne çıkıyor ve uğruna verilen mücadele akıcı bir dille okuyucuya aktarılıyor. Elbette bu sırada köylü yaşamının ince noktalarından bahsediyor yazar ve belki de en önemlisi deniz ile karanın farkına ayak basıyor birden çok kez. Amacım bir özet vermek değil, değerli bulduğum bazı noktaları paylaşmak.

Zoşçenko'dan alıntı

Mihail Zoşçenko'nun Sinirli İnsanlar adlı kitabından okuması eğlenceli bir alıntı:

"Dertli bir yüzyılı, sözün gelişi on altıncı yüzyılı ele alalım. Şimdi geriye baktığımızda, o yüzyılda yaşamak imkansız bir şey gibi geliyor insana. Her gün düello ederlermiş. Konuklarını kulelerden atarlarmış. Olmayacak şeyler değilmiş bunlar. Düzen böyleymiş.

Şimdiki kafamızla düşünürsek, o günlerde yaşamak korkunç bir şey… Sözün gelişi, hergele derebeyinin ya da kont eskisinin biri, yürüyüşe çıkıyor…

Yürüyüşe çıkıyor demek, önce kılıcını kuşanıyor demek… bakarsınız biri bir küfür sallar herife, ya da itip kakmaya başlar; dövüşmek gerekir. Kılıç kuşanmalı.

Yürürken suratında hiçbir üzüntü, kuşku belirtisi yok. Aksine belki gülüyor, belki ıslık çalıyor. Sokağa çıkmadan önce karısını öpmüştür bile.

- Ma chére, demiştir, ben yürüyüşe çıkıyorum.

Karısının kılı bile kıpırdamamıştır.

-Peki, diye cevap vermiştir. Yalnız akşama yemeğe geç kalma.

Şimdi olsa, kadın hıçkırıklar içinde kocasının ayaklarına kapanır, dizlerine sarılır, sokağa çıkmaması için yalvarır ona; hiç olmazsa, önce karısının geçimini, geleceğini sağlamasını ister. Ama on altıncı yüzyıl bu. Kolay. Dırıltı filan yok. Adam kılıcını eline alıp havada şöyle bir sallıyor; sonra yemek vaktine kadar görünmüyor. Düelloya, kavgaya bulaşmak için bulunmaz bir fırsat."

Kanada'ya dair III

Bu yazı biraz geç geldi, farkındayım. Geçtiğimiz dört ay boyunca oldukça yoğundum, zamanın nasıl geçtiğini bile anlamadım açıkçası. Tez ayağına bir şey yazamaz oldum. Aslında bu birinci bahane. İkincisi de son dört ayda kurduğum inanılmaz arkadaşlıklar. Milletle takılmaktan ayağımı kırıp bir oturamadım, dolayısıyla da yazamadım. Şimdi günahımı da çıkarttığıma göre yazmaya başlayabilirim.

Ders açısından rahat bir dönemdi. Üç ders aldım, üçü de birbirinden sıkıcıydı desem yeridir. İlki Thermal Physics denilen hep elektronikçilerin hem de fizikçilerin aldığı bir ders. Termodinamik konuları işleniyor. Bütün döneme yaydıklarından konuları oldukça rahat geçiyor. İTÜ’deki gibi termodinamikle istatistiksel mekaniği bir araya sıkıştırmıyorlar ki iyi de yapıyorlar StatMech’in rahat işlenmesi açısından. Tabi normal şartlarda bir öğrenci önce thermal fiziği alıyor, sonra StatMech’i alıyor; dolayısıyla benim yaşadığım sıkılmaları ve bunalmaları yaşamıyor. Ben ters olduğum için-

unique to Waterloo

this is possible only in Waterloo! maximum traffic jam that you can see :p

geese in traffic

first days in Istanbul after Canada!

I feel an obligation to write this post in English, though I don't know why. This will be weird, because I'll not talk about my wonderful summer here, but the opposite: my first days in Istanbul.

My trip back home was more than comfy, interestingly I didn't have any single problem at all. One of my luggages weighted more than 23 kg's, which could have been a huge headache but the lovely woman in check-out probably pitied this miserable student who was trying to squish months of life into her luggage. Well, then there was no delay for the flight, plus I didn't wait in the passport check in Istanbul! On top of that, I waited for my luggage for only 5 mins in Istanbul airport! So, I was ready around 3 pm to be picked up by dad.

I missed my city, that's a reality. Of couse I didn't take a rest when I got home, who's expecting it?

Tercih yapacak lise mezunları için: Amacın kuantum bilgisayarını yapmak olabilir mi?

Öncelikle,

sınavın iyi ya da kötü geçti, bütün sene çalıştın ama düşündüğün puanı alamadın ya da düşündüğünden çok daha iyi puan aldın. Birkaç ay içinde iyi ya da kötü bunların hepsine set çekeceksin, çünkü üniversite 'gerçekten' düşündüğünden farklı bir ortam ve her şeyden önce ÖSS seni gerçekten ölçebilen bir sınav değil. Sen bir ya da iki sınavla 'ölçülebilen' bir varlık değilsin. Emin ol, daha karmaşık bir yapın var.

Şimdi gelelim asıl konuya.
İnternetten, Bilim-Teknik'ten, ufuk açıcı lise fizik hocandan vs. bir şekilde 'kuantum bilgisayarı' diye bir şey duydun. Kulağa ilginç geliyor, çünkü senin hiç düşünmediğin iki kavramı birleşmiş görüyorsun. Kuantum- lisede atom orbitallerini öğrenirken (1s 2s 2p ...) duymuştun, ha bir de madde dalgalarından bahsettiyse fizik hocan, orada biraz kulağında yer edindi. Lisede kendisinden bu kadar azıcık bahsedilse de, biliyorsun ki lise dışı bilim dünyasında sürekli her yerde. Bilim-teknik ya da herhangi bir bilim dergisinde süperiletkenleri okurken yazarın kuantumdan bahsettiğini hatırlıyorsun. Rüyalarını süsleyen CERN'de, fizikçilerin kuantum dünyasındaki parçacıklarla deney yaptığını biliyorsun. Popüler bilim kitapları yoluyla kuantuma dair hep bir şeyler öğrenmeye çalıştın. En kafana takılan şeylerden biri, dolanıklık-dolaşıklık (ya da belki daha anlamlı gelecek olan 'entanglement'). Bütün popüler bilim yazarları dolanıklık sayesinde evrenin iki ucundaki iki parçacığın haberleşebileceğini falan söylüyor, anlamıyorsun. Nasıl olabilir ki? En emin olduğun şeylerden biri, bilgi transferinin ışık hızını geçemeyeceğini. Yerellik ve nedensellik ilişkileri darmadağın durumda. -- Diğer tarafta her gün kullandığın, dünya kadar bilgiye ulaşabildiğin, film izlediğin, ödev yaptığın, haberleştiğin bilgisayar. Hasbelkader lise bilgisayar hocası sana bir programlama dili öğretti de kendi hesap makineni yazdın. Ya da aslında çok iyi bir hackersın ama çaktırmıyorsun. İki bilgisayar gümlettin, baban farkında olmadan yeni bilgisayarı toparlama derdinde falan olabilirsin mesela. Bilgisayarın donanımı ya da yazılımı çok ilgini çekiyor. Yapmak istediğin şey ya elektronik mühendisi olmak ya da bilgisayar mühendisi. Ötesi mümkün değil.

Bu birbirine çok uzak gibi duran ve nitekim iki farklı ekolden gelen bu iki kavram nasıl oluyor da aynı fiziksel tabanı paylaşabiliyor? Bunu hakkını vererek anlamak zor olduğu kadar, anlatmak da zor, özellikle de dinleyici ya da okuyucu liseden henüz mezun olmuşken. Yine de deneyeceğim.

Öncelikle aklının bir köşesinde yer edinmesi gereken kavram, 'bilgi'. Bilgi (enformasyon) fiziksel olarak tanımlanabilen bir kavram. Örneğin, bir sinus eğrisi düşün. Bu eğrinin iki tane önemli özelliği var. Biri genliği, diğeri de frekansı ya da periyotu. Eğer ben sana belirli bir genlik ve frekans değeri verirsem o sinüs eğrisini kağıda çizebilirsin, değil mi? Dolayısıyla bir sinüs eğrisi çizmek için 'bilinmesi' gereken iki bilgi var. Bu sinüs eğrisi bir devreye verdiğin AC sinyal olabilirdi. Yani eğrinin-dalganın-sinyalin genliği ve frekansı fiziksel olarak anlamlı büyüklükler.
Bu düşünceyi genelleyerek, fiziksel bir sistemde tanımlanan ve kullanılan bütün parametrelerin bilgi değeri taşıdığını söyleyebiliriz. Bu yüzden aklına gelen her şey fiziksel bir parametre olmak zorunda değil. Olabilmesi için, her şeyin başında fiziksel olarak anlamlı bir bilgi taşıyor olması gerek.

Aslında temelde hepimizin ama hepimizin yaptığı şey bu bilgilerle oynamak. Kimimiz yeni bilgiler bulma telaşında, ki yeni bilgi demek bilmediğimiz fiziksel bir sistemi anlamamız, öğrenmemiz demek, mesela ışığı evrenin uzak bir köşesinden bize ulaşan süpernova patlamaları yoluyla süpernovaları anlamak gibi. Kimimiz ise çok iyi anladığımız bilgileri farklı şekillerde bir araya getirip 'kullanılabilir' sistemler tasarlamayla meşgul, bilgisayarın içindeki işlemciye kod yazan mühendis gibi.

Klasik bir bilgisayarda -yani önünde duran bilgisayar gibi- bilgi, gerçekliğin farklı katmanlarında farklı şekillerde temsil edilebilir. Yazılım katmanında bilgi ikili tabanda 0 ve 1'ler ile temsil edilir. Bunlara 'bit' denir. Yani aklına gelebilecek her türlü sembol, harf, sayı bitler cinsinden yazılır. Mesela 00001000, 8 bitlik bir sayıdır. Neden ikili sistem sorusuna herkesin değişik cevapları olabilir. Donanım katmanında çalışan bir elektronik mühendisi için 0 ve 1, bir devrenin sırasıyla 0 V ve 5 V gerilim değerleriyle besleniyor olmasını temsil edebilir. Bir hattan akımın akıyor olması 0 ise, akmıyor olması 1'dir. Eğer önündeki nükleer bir kuantum bilgisayarı olsaydı, 0 ve 1'leri bilgisayarı yapmakta kullanılan molekülün atomlarının spin konumlarıyla ifade ediyor olacaktık. Elbette o durumda sistemimiz bir kuantum sistemi olduğu için kuantum etkilerini göz ardı edemeyecektik ve dolayısıyla artık bitlerden değil, kubitlerden bahsediyor olacaktık. İkili sistem mantığı yine aynı kalmakla beraber, kuantum mekaniğinin getirdiği bazı ilkeleri de kullanacaktık, mesela -atomik bilgisayar için- spinlerin süperpozisyon halinde olabilmeleri gibi, yani sistemin aynı anda hem spin yukarı hem spin aşağı olması durumu. (elbette bir ölçüm yaptığınızda ya 0 ya da 1 elde edersiniz, ancak sistemi kendi kendine evrimleşmeye bıraktığınızda, sistem 0 ve 1'in herhangi bir süperpozisyonuna evrilebilir. Aynı şekilde hazırlanmış birden çok sistem üzerinde deney yaparak bu olasılıkları belirlemek mümkün. Nitekim bu durum bir kuantum sistemine depolayabileceğiniz bilginin klasik bir sisteme depolayabileceğinizden daha fazla olduğunu da gösterir.)

Bilgisayarın diğer bir önemli özelliği, bilgiyi işlemesi. Bu, bir sürü bitlerden oluşan bir dosyayı açıp üzerine değişiklikler yapıp bitleri değiştirmeniz anlamına da gelir. Devre boyutunda işler biraz daha karmaşık. Bir elektronik mühendisi için bilgi, sinyalle eşdeğer olduğundan, bilginin işlenmesi sinyalin işlenmesi demek. Bir sinyalin fiziksel anlam taşıyan özellikleriyle (genlik-frekans-faz) oynayarak sinyali farklı bir sinyale dönüştürebilirsiniz, yani sinyali işleyebilirsiniz. Bir sinyal tek bir sinüs eğrisi olmak zorunda değildir, aksine birçok sinüs eğrisinin birleşiminden oluşmuş olabilir. Dolayısıyla karşınızda sonsuz çeşitte sinyal olabilir, aynı sonsuz sayıda fonksiyon düşleyebildiğiniz gibi. Her bir uygulama için farklı metotların olduğunu göz önünde bulundurursanız, sinyal işleme alanının ne kadar geniş olduğunu tahmin edebilirsiniz. İşin matematiksel kısmı bu kadar genişken elbette devreye uygulanma tarafı da bir bu kadar geniş.
Şimdi tüm bunların bir de kuantum versiyonunu düşünün. Nasıl bir bilgisayar mühendisi kodunu yazmadan önce algoritma (sinyal işleme reçetesi) oluşturuyorsa, benzer şekilde kuantum algoritma denilen bir alan mevcut. Klasik bir algoritma bitler üzerinde işlem yaparken, kuantum algoritma kubitler üzerinde kuantum etkilerini de kullanarak işlem yapıyor. Nasıl klasik bir bilgisayar, klasik bir algoritmayı  koşuyorsa bir kuantum bilgisayarı da bir kuantum algoritmayı koşuyor.

Kuantum bilgisayar için bir kuantum devre teorisi de var. Nasıl klasik bir algoritmada mantık kapılarını (ve, ya da, değilleme vs.) kullanıyorsak, kuantum algoritmaları koşmak için kuantum kapılarını kullanıyoruz. İşin özü, elektronik ve bilgisayar mühendisliğinde düşünebileceğiniz ne varsa kuantum versiyonuna da uygulanmaya çalışılıyor. Mesela kuantum etkilerinin ortaya çıktığı diğer alanlardan biri haberleşme ve kriptografi teorileri.

Peki neden henüz bir kuantum bilgisayarı kullanmıyorsun?
Kuantum hesaplama araştırmaları birçok alanda disiplinler arası bir şekilde yapılıyor. Yukarıda anlattıklarımın (kuantum devre teorisi, kuantum bilgi teorisi ve işlemesi, kuantum algoritmaları vs.) yanı sıra donanımsal kuantum hesaplama araştırmaları da söz konusu. Elektronik bir bilgisayar, elektronu kullanarak çalışıyor, fakat henüz kuantum bir bilgisayar için hangi fiziksel tabanın kullanılacağı kesin değil. Bunun en büyük nedeni, hiçbir fiziksel tabanın bir diğerine ezici bir şekilde dominant olamaması. Yani her fiziksel tabanın kendince artıları ve eksileri var.
Kuantum hesaplama çalışmaları ilk olarak nükleer spinleri kubit olarak kullanmayla başlıyor. Nükleer manyetik rezonans (NMR) denilen yöntem ile bazı özellikleri sağlayacak moleküller üzerinde ufak kuantum çipleri tasarlamanız mümkün. İki kubitli işlemcileri rahatça tasarlayabilirsiniz ve iki kubitle çalışacak algoritmaları bu sistemde koşturabilirsiniz (gerçekten çalışıyor!). Aslında doğanın size sunduğu doğal çipler bunlar, bu açıdan da oldukça etkileyici. Fakat kubit sayısını arttırmaya başladıkça moleküller karmaşıklaşıyor ve bir noktadan sonra başa çıkılamaz hale geliyor, kısacası NMR sistemleri genişleyebilir değil. Kimse sadece 13 kubitle çalışacak bir kuantum bilgisayarı istemez.

NMR dışında birçok diğer yöntem var. Optik kubitler -ışık- ya da süperiletken kubitler de kuantum bilgisayarı tasarlayabilirsiniz. Elektron spinleri, kuantum noktaları, iyon tuzakları da yine diğer yöntemler. Hepsinin ortak noktası, öyle ya da böyle ikili sistemlerden oluşmuş olmaları, yani 0'ı ve 1'i temsil eden durumlardan. Her birinde araştırmalar sürüyor ve her biri kendince avantajlara ve dezavantajlara sahip. Örneğin benim çalıştığım süperiletken kubitler, elektronik teknolojisini kullanıyor. İnsan tasarımı kuantum sistemler oldukları için, genişleyebilir özelliğe sahipler, yani yüzlerce, binlerce kubitle tasarlamak mümkün. Öte yandan kuantum bilgisayarının en büyük problemlerinden biri bilginin zamanla kaybı. 'Etkileşim' aklında bulunması gereken diğer önemli kavram. Temelde bütün deneylerimiz ve gözlemlerimiz bir etkileşim sonucudur. Farklı parçacıkların ya da alanların birbiriyle etkileşimi. Kuantum bilgisayarının çevreyle etkileşimi sonucunda da bilgi sistemden çevreye yayılır ve bu belirli bir zamanda olur. Bilginin çevreye yayılma süresi de her kuantum sistemi için farklıdır. Süperiletken sistemlerde bu süre diğerlerine göre düşük, dolayısıyla bir dezavantaj.

Kuantum Hesaplama alanında çalışmak için ne okumalısın?
Elimden geldiğince alanın ne kadar disiplinler arası olduğunu anlatmaya çalıştım. Bu alanda çalışanların çoğunluğu fizikçiler olmakla beraber, büyük miktarda matematikçi, bilgisayar bilimcisi ve elektronik mühendisi de bulmak mümkün. Aslında alan hepsinin ortak çalışmasının bir ürünü. Kuantum hesaplama ve kuantum bilgisayarını yapma çabaları ortaya sadece pratik bir ürün çıkartma hevesi kesinlikle değil. Kuantum bilgisayarının klasiğe oranla daha güçlü olacağı düşünülmekle beraber, alan oldukça temel fiziksel sorulara gebe. Bence bunlardan biri, bu alanın açık kuantum sistemlerini incelememize olanak vermesi. Fiziksel bir sistemin çevreyle etkileşimini anlamak için önemli bir araç, kuantum hesaplama. Ayrıca genel olarak 'etkileşim'i ve 'ölçme-gözlemleme' kavramlarını da aydınlatacak gibi duruyor. Kısacası temel kuantum etkilerini anlamak için müthiş bir olanak.

Benim önerim, işin neresiyle ilgileniyorsanız onu okumanız yönünde. Yani elektronik mühendisi olmak istiyorsanız ama bu alan da aklınızı çeliyorsa, yine de elektronik mühendisliği okuyun. Fakat ne okursanız okuyun yanına en azından bir fizik yandalı koymaya çalışın. Çünkü kuantum mekaniğinde sağlam bir anlayışa ve kavrayışa ihtiyacınız olacak. Buna sahip olduğunuz zaman, örneğin elektronikteki kabiliyetlerinizi kuantum hesaplama alanında kullanabilirsiniz.


Umarım yararlı olmuştur. Herkese mutlu hayatlar.

Fourier transformun en edebi hali

Resim hakkı: M. Boas

"... beni ortamda sınırlayan taşlanmış hudutların nasıl eridiğini kesinlikle açık bir şekilde hissediyorum, yok oluyorum, dizlerinde, içinde eriyorum, daha, daha küçülüyorum, aynı anda da daha genişliyor, daha büyüyor ve daha da uçsuz bucaksız oluyorum... " - Biz, Y. Zamyatin.

Kanada'ya dair II

Oldukça meşgul geçen birkaç hafta sonunda, evet yaşıyorum. 4. sınıfı tecrübelemiş profesyonel bir öğrenci için şaşılacak bir konu değil elbette.

Final haftası beklediğimden daha yoğun geçti. Sadece iki kere spora gidebildim, ancak spordan daha çok yoran aktivitelerim oldu, ev taşımak gibi. Bazı arkadaşların yoğun tavsiyelerine rağmen bir taksi tutup bütün odamı bir anda taşımamayı tercih ettim. Bu da bisiklet tepesinde birkaç kez iki ev arasında gidip gelmeye denk geldi. Gerçekten oldukça yorucuydu. Nitekim hiçbir zaman yeni bir evi mükemmel bir şekilde bulmuyorsunuz. Mutlaka eksik bir şeyleri oluyor. Finlandiya'daki odamda olduğu gibi bu yeni odamın da avizesi olmadığını keşfettim. Odayı kiralayan arkadaş bir lamba bırakmış, yine de yeterli bulmadım ve 5 tane kafası olan bir yer lambası aldım. Gerçekten çok komik:

O bu şu derken finaller bitiverdi, bir sonraki günü Amerika gezim başladı.

Kanada'ya dair I

Kanada'ya geleli üç ayı geçti. Böylece kendi rekorumu da kırmış oldum. Uzun zamandır aklımda biriktirdiğim bazı şeylerden bahsedeceğim.

Exchange yapma isteğimin altındaki en büyük neden aslında TR'deki yüksek öğretimle yurt dışındaki öğretimi karşılaştırmaktı. Daha özel olarak, İTÜ'deki eğitimle yurt dışındaki iyi bir okuldaki eğitimi karşılaştırmaktı. Şu anda bulunduğum okul - UWaterloo - mühendislik alanında dünya sıralamasında ilk 50'de, genel olarak temel bilimlerde ise 100-200 bandında. Okulda beni ilgilendiren iki önemli enstitü var. Biri, IQC - Institute for Quantum Computing - kuantum hesaplamaya dair her türlü konuda çalışan gruplardan oluşuyor. Beklenildiği üzere disiplinler arası bir enstitü. Fizikçiler kadar matematikçiler ve mühendisler de çalışıyor bu enstitüde. Diğeri ise Perimeter teorik fizik enstitüsü. Adından da belli olacağı gibi bir teorik fizik enstitüsü. Bu iki enstitü de sadece Kanada'da değil, aynı zamanda tüm dünyada oldukça saygın kurumlar.

Alt yapı anlamında çok büyük farklılıklar olduğunu düşünüyorum. En başında öğrenci işleri başarılı bir şekilde çalışıyor. Her türlü durum düşünülmüş, dolayısıyla sizin sorunlarınıza hemen çözüm bulabiliyorlar. Her şeyin başında öğrenci önemseniyor. Belki de İTÜ'yle arasındaki en büyük farklılık bu. Tabii nedeni maddi de olabilir. En nihayetinde Kanada'da da eğitim ücretli ve rakamlar uçuk. Bu açıdan belki de İTÜ gibi bir devlet üniversitesiyle ücretli bir amerikan üniversitesini karşılaştırmak sağlıklı olmayabilir. Yine de eğer sorun devlet üniversitelerinin yeterince alt yapıya sahip olmaması ve işlerin çok da tıkırında yürümemesiyse o zaman eğitimin ücretli mi ücretsiz mi olması gerektiği de mutlaka tartışılması gereken bir konu. Ama bu başka bir zamana.

Aslında alt yapı bu kadar çabuk geçilecek bir konu değil. Burada karşılaştığım bir şeyden bahsedeyim. IQC'nin çok büyük bir yatırımcısı var. Enstitünün binasının adı Lazaridis Quantum Nano Center. Lazaridis ne kadar tanıdık bir isme benziyor değil mi? Nitekim gerçekten de öyle. Adını, Mihalis Lazaridis'ten alıyor. Kendisi İstanbul doğumlu bir iş adamı. Büyük ihtimalle aynı zamanda Türk vatandaşı, fakat 6 yaşında ailesiyle Kanada'ya yerleşiyor ve Waterloo'daki Perimeter'i kuran da bu adam. Adam tam bir temel bilimler aşığı bir iş adamı. Bunun ne kadar önemli olduğunun farkında mısınız? Her parası olan iğrenç bir adam olacak değil. Bu yüzden TR'nin de vizyonu geniş iş adamlarına ihtiyacı var. Artı sermayeyi (tartışılabilir) bir şekilde topluma kazandırmanın da yolları var. Bu açıdan Koç'un, Sabancı'nın, Özyeğin'in üniversite açması oldukça önemli. Ancak mesele üniversitenin de ötesinde araştırma enstitüsü açabilmek ve bunu finanse edebilmek. Biz burada tıkanıyoruz. Ben biliyorum, İTÜ mezunu bir sürü zengin iş adamı var. Ama nerede İTÜ'de (teorik'i bıraktım) fizik enstitüsü?

Gelelim derslere. Aslında şaşırtıcı şekilde dersler pek de farklı değil. Hatta genel itibariyle İTÜ'nün çok daha zorlayıcı olduğunu söyleyebilirim. Dersler bir sürü bilgiyle donatılmış değil, daha çok belirli temel konular hedef alınıyor ve herkesin bu konuları öğrenmesi bekleniyor. Halbuki tipik bir Türk sistemi sizden her şeyi noktası virgülüne kadar öğrenmenizi bekler. Yine de o sistem de üniversitede biraz daha kendini 'anlamaya' yönelik sisteme bırakıyor. O açıdan aslında derslerde hiç ama hiç yabancılık çekmedim. Ödevler temel konuları ölçüyor, zorlamıyor. İTÜ fizikte verilen ödevlerle karşılaştıramam bile. Bazı soruların düzeyi lisedeki modern fizik derslerini anımsatır derecedeydi. Ancak elbette işin kavrayış boyutu farklı. Sadece egzersizleri koca bir yük haline getirmiyorlar. Açıkçası zorlayan ödevleri her zaman tercih ederim, çünkü diğerlerini yapmakta zaten zorlanmıyorum. Zorlayan ödevler yerine göre motive edici olabiliyor.

E haliyle sınavlar da farklı değildi. Sıfır sürpriz. Ödevler nasılsa sınavlar da öyle. Dolayısıyla midterm ortalamalarım İTÜ'ye oranla daha yüksek. Tabii burada çan yok. Not baremi de yok, çünkü harf notları yok. Krediyi dersten aldığınız yüzde puanla orantılı olarak alıyorsunuz. Yani dersin kredisi 0.5 ise ve siz dersi % 80 oranında başardıysanız, o dersten transkribinize yazılan kredi 0.4 oluyor.

Çanın olmaması gerçekten bambaşka bir dünya. Öncelikle sınıf içinde öyle ilkel bir yarış söz konusu olmuyor. Kimse kalmak zorunda değil. Sınıf normları öğrenme hevesinizin gerisinde kalıyor. Doğal olarak tamamen kendinize ve çalışmanıza odaklanıyorsunuz. Kesinlikle etkili bir yöntem. Tabii bundan şikayet eden UW öğrencileri de var. Eğer gıcık bir hocaya rastlarsanız, kimse yüksek not alamaz ama ortalamalar transkriptte yazmıyor. Eğer akademi düşünüyorsanız direkt geleceğinizi etkileyen bir şey. Çan bu açıdan dersi normalize ediyor diyebiliriz.

Daha bahsedeceğim şeyler var. Eğer özel bir sorunuz varsa, aşağı yorum atın, bir sonrakinde cevaplarım.

En son olarak, Waterloo'nun rektörünün İTÜ mezunu bir Türk olduğunu biliyor muydunuz? Bizde başarılı çok da, ülke sistemi bozuk olunca insan dayanamıyor, doğruya doğru.

Bugünkü TR diyor ki:

"Savaş, barıştır.

 Özgürlük, köleliktir.

 Cehalet, güçtür."

G. Orwell. 1984.

buz pateni deyip geçmeyin

Bugün Kanada'ya gelişimin ikinci ayı. Geldiğim günden çok farklı değil, karlı ve soğuk. Böyle bir ülkede eğer bir yaz ülkesinden geliyorsanız kışın yapabileceğiz şeyleri başlangıçta oldukça kısıtlı bulabilirsiniz. En nihayetinde vaktinizin çoğunu içeride geçirmek zorundasınız. Dışarıda birkaç kat giyinip üzerine de kocaman bir kaban alınca adeta kıyafet topuna dönüşüyorsunuz. O botlar zaten acayip ağır oluyor, kısacası bir yerden bir yere yürümek başlangıçta zulüm gibi geliyor. Tabi insan her şeye adapte oluyor, buna da alışıyorsunuz bir süre sonra.

Diyeceğim o ki, madem Kanada'dayız, o vakit buz pateni öğrenelim dedik. Kaymak çok eğlenceli ve etkileyici duruyor dışarıdan, Türkiye'de pek alışık olmadığımız bir spor bildiğiniz gibi. Her şey bir yana patenleri giyip kaymaya çalışmak ayrı bir tablo. Zor olmasından bahsetmiyorum. Aslında birçok yönden ne kadar da eğitici bir spor olmasından bahsediyorum.

Bir kere her şeyin başında bunu öğrenirken kendinizle savaşmanız lazım. Bu aynı ilk defa lens takmaya benziyor. Cesaret edip o göz kapaklarını kapamamanız lazım, insan vücudu en nihayetinde, bir sürü reflekse sahibiz kendimizi korumak amacıyla. Cesaret bunları bir kenara koymakla başlıyor. Önce tutunmaktan vazgeçmeniz gerek. Ayakta kalabildiğiniz zaman da düşmekten korkmamanız. Düşmek elbette acıtıyor, ama bir kere bu işi yapmaya karar verdiyseniz düşmeyi göze almanız şart. Aslında bu sporu öğrenmenin en güzel tarafı bu sanırım: düşmeyi öğretmek.
Okulun olimpik sahasına değil de, merkezdeki halka açık buz sahasına gittim bir kere. Kayanların yarısı çocuk, öyle sadece 7-8 yaşlarında çocuklar değil. Ciddi ciddi 2-3 yaşlarında çocuklar korkusuzca kayıyorlar, gülerek düşüyorlar, buzda yuvarlanıyorlar, kahkaha atıyorlar ve yeniden ayağa kalkıyorlar.

Bir çocuğa bundan daha güzel nasıl bir hayat dersi verebilirsiniz ki? Diyeceğim o ki, buz pateni deyip geçmeyin, çocuğunuza bu sporu öğretin.