Kuantum Bilgi Teorisi ve Veri Yönetiminin Geleceği – veritabanimimari.com

Bu köşeye beklenmedik olayların birleşimi ilham verdi: Çince öğrenmemin 271. günündeyim (oğlum tarafından zorlandıktan sonra) ve MIT'nin kuantum mekaniği üzerine derslerini art arda izliyorum. Mandarin dilindeki güreş tonları ile kuantum fiziğindeki Hilbert uzaylarında güreşin tonları arasında bir yerde, şunu fark ettim: Bu iki uğraşın kurumsal verilerle ortak bir yanı var. Bunların hepsi anlam, bağlam ve gerçekliğin kategorilerimize tam olarak uymasının inatla reddedilmesiyle ilgilidir.

Veri liderlerinin kuantum bilgi teorisinden (QIT) neler öğrenebileceğini anlatan iki bölümlük seriye hoş geldiniz. Bu ilk bölümde kuantum ilkelerini klasik veri yönetimi zorluklarının metaforları olarak kullanacağız. Gelecek ayın sütununda metafordan pratiğe geçeceğiz ve şunu soracağız: Kuantum mekaniği “birçok geçerli temsile sahip tek bir veri örneği” hayalimizin cevabı değilse nedir? (Spoiler: Kübitleri değil, matrisleri ve anlamsal modelleri düşünün.)

Kuantum Bilgi Teorisinde Hızlandırılmış Kurs

Claude Shannon'ın öncülüğünü yaptığı klasik bilgi teorisi bize belirsizliğin (entropinin) nasıl ölçüleceğini ve gürültülü kanallar aracılığıyla verilerin verimli bir şekilde nasıl iletileceğini anlattı. Kuantum bilgi teorisi bu temeli kuantum mekaniğinin garip alanına taşıyor:

  • Kübitler 0 ve 1 süperpozisyonlarında yaşayan bitleri değiştirin.
  • Dolaşma farklı parçacıkları klasik sezgiye meydan okuyacak şekilde birbirine bağlar.
  • klonlama yok teoremi kuantum durumlarının mükemmel kopyalarını önler.
  • Ölçüm bir durumu tek bir sonuca “çöktürür”.

Fizikçiler bu ilkeleri kuantum hesaplamayı, güvenli kriptografiyi ve hatta uzay-zamanın kendisinin dolaşıklıktan “örülmüş” olup olmadığını araştırmak için kullanıyor.

Şimdi veri şapkalarımızı takalım ve bu ilkeler veri yönetimi merceği aracılığıyla yeniden tasarlandığında neler olacağını görelim.

Süperpozisyon ve Meta Veri Belirsizliği

Kuantum mekaniğinde, bir kübit ölçülene kadar süperpozisyonda (aynı anda hem 0 hem de 1) var olabilir, bu noktada ise belirli bir duruma çöker. Kuantum fiziğini bu kadar tuhaf hissettiren şey de budur: Siz bakana kadar gerçeklik kararsız görünür.

Kurumsal veriler genellikle aynı türden bir belirsizlik içinde yaşar. Bir alan, bağlam onu ​​”ölçene” kadar birden fazla potansiyel anlam taşıyabilir:

  • Bu tarih sipariş tarihi mi, sevkiyat tarihi mi yoksa fatura tarihi mi?
  • “Müşteri Kimliği” sistemin dahili anahtarı mı, yoksa bir iş ortağından gelen harici bir referans mı?
  • “Durum = Aktif” müşterinin hesabıyla mı yoksa aboneliğiyle mi ilgili?

Meta veriler olmadan bunların her biri anlamsal üst üste binme halinde kalır; birçok anlam aynı anda çökmeyi bekler. Meta veriler ölçüm temelimizdir: Belirsizliği anlam haline getiren bağlamı sağlar.

Meta veriler eksik olduğunda veya yetersiz tanımlandığında, farklı ekipler aynı alanı çeşitli şekillerde çökerterek tutarsız raporlara ve sonsuz tartışmalara yol açar. İyi belgelenmiş bir veri kataloğu ise kalibre edilmiş bir ölçüm cihazı gibi davranır: Herkes aynı durumu görür ve güven korunur.

Meta verileri bulanık bir nesneyi ölçmek için kullandığınız cihaz olarak düşünün. Bu olmadan insanlar tahminde bulunmak zorunda kalır ve her biri farklı bir cevap alır.

Dolaşma ve Veri Kökeni

Dolaşıklık, kuantum tuhaflığının ayırt edici özelliğidir: İki parçacık o kadar bağlantılı hale gelir ki, biri olmadan diğerini tanımlayamazsınız. Fizikçiler buna gerçekten “tuhaflık” diyorlar çünkü kuantum durumları günlük hayatımızdaki hiçbir şeye benzemiyor; aynı anda pek çok olasılıkta var olabiliyorlar, uzayda birbirlerini anında etkileyebilirler ve sonra siz bakmaya çalıştığınız anda tek bir sonuç içinde kaybolup gidebilirler.

Şimdi bunu veri kökeniyle karşılaştırmak bir sıçrama mı? Elbette. Kuantum alanları soyları yönetmez; bu sadece meta veriler. Ama bir metafor olarak şaşırtıcı derecede yapışkan. İşletmede soyun kendi “uzaktan ürkütücü eylemi” vardır. Alt satış raporunuz, yukarı yöndeki CRM sistemiyle görünmez bir şekilde iç içe geçmiş durumdadır. Kaynaktaki bir alanı değiştirmek, bazen beklenmedik şekillerde tüm alt analizin değişmesine neden olabilir.

Dolayısıyla, dolaşıklık ve soy aynı şey olmasa da benzetme işe yarıyor çünkü sıklıkla unuttuğumuz gizli bağımlılıkları vurguluyor. Ders mi? Soyun temsil ettiği görünmez bağlantılara saygı duymalıyız. Bunları göz ardı etmek raporlama, uyumluluk ve güven konusunda sürprizlere yol açar.

Klonlamanın Olmaması ve Altın Rekor

Fizik bize bilinmeyen bir kuantum durumunun mükemmel bir kopyasını yapamayacağınızı öğretiyor; bu ünlü klonlama yapılmaması teoremidir. Bir kez denediğinizde bilgiler kaybolur veya değiştirilir.

Kurumsal veri liderleri de paralel bir zorlukla karşı karşıya. Sık sık “altın plak”tan gerçeğin tek bir versiyonu olarak bahsediyoruz, ancak bu, verilerin kaynak sistemlerden kopyalanmasıyla oluşturulmuyor. Bunun yerine MDM bunu oluşturur: Birden fazla katılımcı sistemden nitelikler alır, çatışmaları uzlaştırır ve bir müşteri, ürün veya konumun üzerinde anlaşmaya varılan en iyi temsilini üretir.

Bazı sistemler girdilere katkıda bulunabilir, diğerleri kompoziti geri tüketebilir ve bazıları da sadece yerel kopyalarını saklayabilir. Sorun değil; altın plak bir klon değil, yetkili referans noktası haline gelen, idareli bir kompozittir.

Resmi MDM olmadan, bir müşteri veya ürün hakkındaki “gerçek” genellikle kabile bilgisinde yaşar; hangi sistem hangi alanda en güvenilirdir. Bu resmi olmayan altın rekordur ve uzmanlar ayrıldığında veya aynı fikirde olmadığında çöker.

MDM ile kuruluş bu bilgiyi süreç ve yönetişime dışsallaştırır. Mükemmellik sunmaz ama gerçeğin şeffaf, uzlaştırılabilir ve güvenilir bir kompozit versiyonunu yaratır.

Ders mi? Hem fizikte hem de verilerde kusursuz kopyaların peşinde koşmayın. Bunun yerine uzlaşmanın tutarlılığa giden tek yol olduğunu kabul edin. Altın plak bir kopya değil; üzerinde çalışmayı kabul ettiğimiz, dikkatle yönetilen hakikat hologramıdır.

Hata Düzeltme ve Veri Kalitesi

Kuantum fiziğinde kırılgan durumlar sürekli olarak gürültü ve girişim tehdidi altındadır. Hesaplamaların güvenilir kalmasını sağlamak için bilim insanları, bilgiyi birden fazla kübite yayan kuantum hata düzeltmeyi kullanıyor; böylece bir tanesi bozulsa bile sistem yine de kurtarılabiliyor.

Kurumsal veriler de aynı zorlukla karşı karşıyadır. Gürültü, yazım hataları, uyumsuz kodlar, eksik değerler veya sistem aksaklıkları yoluyla sızar. Önlemler olmadan, bu gürültü aşağıya doğru yayılarak güveni aşındırır ve analizi güvenilmez hale getirir.

Kuantum hatası düzeltmenin eşdeğeri, doğrulama kurallarını, yönetim kontrollerini, anormallik tespitini ve sistemler arası artıklığı içeren veri kalitesi yönetimidir. Buradaki fikir, tüm gürültüyü ortadan kaldırmak değil – bu imkansızdır – ancak anlamı, hiçbir kötü değerin kuruluşun verileri hakkında akıl yürütme yeteneğini bozamayacağı şekilde dağıtmaktır.

Kuantum Kanalları ve Veri Boru Hatları

Kuantum fiziğinde bilgi, sinyallerin gürültü ve eşevresizlik (kuantum durumunun kademeli olarak kaybı) nedeniyle bozulabileceği hassas yollar olan kuantum kanallarından geçer. Bu kanallarda aslına uygunluğu korumak, gerçek bir kuantum bilgisayarı oluşturmanın önemli mühendislik zorluklarından biridir.

Kurumsal verilerin kendi uyumsuzluk versiyonu vardır: veri hattı. Bilgi, hazırlama, dönüşüm ve entegrasyon yoluyla kaynak sistemlerden akarken hatalara, yanlış eşlemelere ve belgelenmemiş değişikliklere karşı savunmasızdır. Her atlama, sinyalin bozulması için bir şanstır.

Tıpkı fizikçilerin koruma, hata düzeltme ve dikkatli kalibrasyonla kuantum kanallarını tasarlaması gibi, veri liderleri de soy takibi, günlük kaydı ve doğrulama kuralları içeren işlem hatları tasarlamalıdır. Amaç hareketi durdurmak değil, aşağıya doğru gelen şeyin yukarı doğru olanı aslına sadık bir şekilde temsil etmesini sağlamaktır.

Bu titizlik olmadan boru hatları, verilerin bağlamını kaybettiği ve güvenin aşındığı “kara kutulara” dönüşür. Bununla birlikte, veriler karmaşık mimariler arasında hareket ederken bile anlamı koruyarak daha çok şeffaf kanallar gibi işlev görürler.

Holografi ve Veri Modelleme

Fizikteki en radikal fikirlerden biri holografik prensiptir: Üç boyutlu bir uzay hacmi içinde olup biten her şeyin, teoride, onun iki boyutlu sınırında tamamen tanımlanabileceği fikri. İçerisindeki tüm bilgilerin dışarıdaki yüzeye kodlandığı kozmik bir hologram olan bir evren hayal edin. Garip ama modern teorik fizikteki en ciddi fikirlerden biri.

Veriler şaşırtıcı derecede benzer şekilde çalışır. İş gerçekliğimiz dağınık, çok boyutlu ve sürekli değişiyor. Yine de her veri kümesi, kimse çizmiş olsun ya da olmasın bir model taşır. Örneğin bir CSV dosyası yine de yapıyı ima eder: Sütun 1 bir kimlik, sütun 2 tarih, sütun 3 ise tutardır. İlişkiler, kısıtlamalar ve bağlam her zaman mevcuttur; sorun bunların açık ve yönetilen mi yoksa örtülü ve tahmine mi bırakıldığıdır.

Çoğunlukla “örtük hologram” insanların kafasında yaşar; sistemlerin nasıl bağlandığına, hangi niteliklerin ne anlama geldiğine ve hangi sayılara güvenileceğine dair kabile bilgisi. Bu, bu insanlar yoluna devam edene veya aynı fikirde olmayana kadar işe yarar. Resmi veri modelleri (varlık-ilişki diyagramları, yıldız şemaları ve boyutlu modeller) hologramı dışsallaştırma ve örtülü olanı açık hale getirme yöntemimizdir. İyi uygulandığında, karmaşık bir dünyadan temel yapıyı ve anlamı sorgulayabileceğimiz, analiz edebileceğimiz ve yönetebileceğimiz bir biçime yansıtmamızı sağlarlar.

Ne olmuş? Veri Liderleri için Dersler

Neden bu metaforlarla oynuyorsunuz? Çünkü bize daha derin gerçekleri hatırlatıyorlar:

  • Bilgi fizikseldir: İster kübitlerde ister satır ve sütunlarda olsun, kısıtlamaları vardır.
  • Bağlam her şeydir: Meta veriler ve ölçüm anlamı belirler.
  • Bağlantılar önemlidir: Hem soy hem de karmaşıklık bize tüm hikayenin ilişkilerde yattığını anlatır.
  • Mükemmellik bir efsanedir: Tıpkı kuantum durumları gibi kurumsal kayıtlar da mükemmel şekilde kopyalanamaz.

Kısacası, kuantum bilgi teorisi bize veri yönetiminin zorluklarına karşı yeni bir kelime dağarcığı sağlıyor.

Bölüm 2'de geliyor: Bir sonraki büyük soruyu soracağız: Eğer kübitler bize pek çok geçerli temsili olan tek bir veri örneği veremiyorsa, ne verebilir? Cevap kuantum tuhaflığında değil, matris cebiri ve anlamsal modellerin mütevazı ama güçlü dünyasında yatıyor.


Yayımlandı

kategorisi

yazarı:

Etiketler:

Yorumlar

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir