Büyük bir devrim sakin sakin yaklaşıyor. Yapay zeka alanındaki gelişmeler son zamanlarda manşetleri süslese de, kuantum bilişim hayatımızı çok daha geniş kapsamlı bir şekilde değiştirebilir. Enternasyonalizmin temelini oluşturan bir dizi sorunun yanı sıra daha fazla küresel bağlantı ve işbirliğinin sağlayacağı fayda ve fırsatları araştırdık. Bu yazıda, atom altı parçacıkların çok sayıda olasılığı nasıl serbest bırakacağını keşfediyoruz. Daha küçük düşünerek büyük işler başarabilir miyiz? Öğrenmek için okumaya devam edin.
Kuantum Hesaplama Nedir?
Şu anda bu yazıyı okuduğunuz cihaz, 20. yüzyılda geliştirilen proto-bilgisayarlardan oldukça farklıdır. Daha küçük ve daha hızlı hale gelmiş olsalar da bilginin işlenme şekli temelde hala aynı. Ancak kuantum bilişim bu statükoyu altüst etmeye hazırlanıyor ve küresel ekonomi için internet, televizyon ve telefon kadar dönüştürücü olabilir.
Peki onu bu kadar devrimsel yapan nedir? Öncelikle, bu yazıyı okuduğunuz cihazın nasıl çalıştığını anlamanız gerekiyor. Bilgisayarınız, etrafımızdaki dünyayı anlamasına yardımcı olan bir kodlama dili olan ikili sistemi kullanır. Bir bilgisayara girilen ya da bilgisayar tarafından üretilen her bir veri parçası – resim ya da metin gibi – 0 ve 1’lerden oluşan benzersiz kodlara çevrilir. Örneğin, ‘kedi’ kelimesi ikili dilde 01101011 01100101 01100100 01101001 olarak çevrilir.
Kuantum hesaplama bu sistemi yıkıyor ve atom altı fiziğinden gelen fikirleri kullanarak yeni bir işlem türünü başlatıyor. Bir kuantum bilgisayarın içindeki bilgi birimleri – kübit olarak bilinirler – aynı anda sıfır ya da bir olabilirler. Aslında, sıfır ile bir arasındaki her olası durumda da olabilirler. Bir madeni paranın havada çevrildiğini düşünün. Ya yukarı ya da aşağı inecektir, ancak havadayken mümkün olan her konumdadır. Kuantum hesaplamada bu durum ‘süperpozisyon’ olarak bilinir ve muazzam yeni işlem olanaklarının önünü açar ve bu da bu makinelerin hesaplamaları katlanarak daha hızlı bir şekilde gerçekleştirebileceği anlamına gelir.
Bu karmaşık görünüyorsa üzülmeyin, Amerikalı teorik fizikçi Richard Feynman’ın “kuantum mekaniğini anladığınızı düşünüyorsanız, kuantum mekaniğini anlamıyorsunuz demektir” dediğini aklınıza getirin.
Kuantum Bilgisayarlar Ne Yapabilir?
Tüm bunlar kulağa biraz bilimkurgu gibi geliyorsa, yalnız değilsiniz. Uzun bir süre boyunca uzmanlar, kullanışlı kuantum bilgisayarlar yapmak için kübitleri asla ihtiyaç duyduğumuz mükemmel duruma getiremeyeceğimize inandılar. Ancak son zamanlarda yapılan atılımlar, bu sorunları daha güvenilir ve doğru hale getirecek kadar düzeltmenin yollarını buluyor. Küçük ölçekli kuantum bilgisayarlar halihazırda çalışmaktadır ancak en büyüğü bile sadece 433 kübit içermektedir. Bunu daha somut anlatmak gerekirse, bu teknolojinin tam potansiyelini gerçekleştirmesi için bir milyon kübit gerektiğine inanılıyor.
Verimlilik yaratmak
Kuantum bilişimin en heyecan verici kullanım alanlarından biri, karbon emisyonlarını azaltmak için mevcut süreçleri optimize etmede oynayabilecekleri roldür. Yakın zamanda bir Japon yazılım şirketi ve gayrimenkul geliştiricisi, optimize edilmiş atık yönetimi ve daha düşük CO2 emisyonları yoluyla sürdürülebilir şehirler geliştirmek için kuantum hesaplamayı kullandı. Atık toplama rotası 2.300 km’den 1.000 km’ye düşürüldü ve sonuç olarak CO2 emisyonları %57 oranında azaltıldı.
Kuantum bilgisayarlar daha yaygın hale geldikçe, enerji şebekelerini daha verimli çalıştırmak için de kullanılabilirler. Günümüzde, endüstriyel süreçleri daha az enerji kullanır hale getirmek veya karbondioksiti atmosferden uzaklaştırmak için yeni katalizörler tasarlamaya yönelik araştırmalar çoktan başladı.
İşleri hızlandırma
Ayrıca işletmeler üzerinde de büyük bir etkisi olabilir, daha verimli bir şekilde çalışmalarına veya karlılığı artırmak için süreçleri düzene koymalarına yardımcı olabilir. Tedarik zinciri yönetiminden elektrikli araçlar için yeni yüksek kapasiteli bataryaların geliştirilmesine kadar otomotiv endüstrisi için büyük bir potansiyel olduğu düşünülmektedir.
Hiper hızlı bilgisayarlara geçişin finansal hizmetler sektörü üzerinde de büyük bir etkisi olacaktır. Böylesine büyük hacimli verilerin işlenebilmesi, bankaların çok daha doğru piyasa ve senaryo hesaplamaları yapabileceği anlamına gelecektir. HSBC, kuantum teknolojilerini banka genelinde gerçek dünya sorunlarına uygulama potansiyelini araştırmaya başladı bile. Önde gelen teknoloji sağlayıcıları ve araştırma laboratuvarları ile güçlerini birleştiren HSBC, fiyatlandırma ve teminat optimizasyonu gibi alanları inceliyor.
Gelecekte, kuantum bilgisayarların hayati önem taşıyan yeni tedavilerin ve aşıların keşfini büyük ölçüde hızlandırabileceği umuluyor. Kuantum bilgisayarlar ayrıca, sağlıklı hücrelerin ne zaman kötü huylu tümörlere dönüşebileceğini tahmin etmeye yardımcı olarak kanser hastalarına erken müdahaleye yardımcı olmak için de kullanılabilir.
Yeni bir internet mi?
Yapay zekâda olduğu gibi, serbest kalan akıl almaz gücün potansiyel negatif etkileri hakkında artan endişeler var. En büyük endişelerden biri, kuantum bilgisayarların önünde sonunda sahip olduğumuz mevcut şifreleme protokollerinin neredeyse tamamını kırabilecek olmasıdır. Tam ölçekli bir kuantum bilgisayar, geleneksel bir bilgisayarın milyonlarca yılda çözebileceği şifreyi bir günde çözebilir. En önemli çevrimiçi iletişim hizmetlerimizden bazılarını koruyan kriptografik anahtarlarla – grup sohbetlerini, e-postaları ve hatta kripto hesabınızı düşünün – bildiğimiz interneti kırma gücüne sahiptir.
Elbette bunun diğer yüzü, kuantum iletişiminin verileri bugünkünden çok daha güvenli bir şekilde koruyabileceği ve bilgisayar korsanlarının faaliyet göstermesini neredeyse imkansız hale getirebileceğidir. Kuantum iletişimi nihayetinde siber güvenlikte yeni bir çağın habercisi olabilir ve finansal hizmetler sektörünü dönüştürebilir. Bu, ödemeler ve işlemler için daha da yüksek güvenlik seviyelerine yol açabilir.
Şu an hangi aşamadayız?
Halihazırda iyi bir şekilde kullanılıyor olsa da, kuantum hesaplama hala emekleme aşamasında. Ancak tarihte kuantum bilgisayarların mevcut süper bilgisayarları geçtiği nokta kuantum üstünlüğü olarak bilinmektedir. Hatta Y2Q ya da Q-Day terimlerinin kullanıldığını bile duyabilirsiniz. Ancak bugün hala bunun çok uzağındayız, uzmanlar gerekli milyon kübitlik bir makineye sahip olana kadar 20-40 yıl daha geçebileceğini tahmin ediyor.
Bununla birlikte, bu alanın halihazırda gördüğü ilgi ve finansman bu gelişimi hızlandıracaktır. Kuantum bilişim, hem hükümetler hem de endüstri tarafından büyük finansman vaatleri görüyor. Dünyanın dört bir yanındaki hükümetler tarafından yaklaşık 24 milyar dolar ayrıldı ve sektör 2021 yılında 1 milyar doların üzerinde risk sermayesi yatırımı aldı. 2035 yılına kadar kuantum bilişimin gelişiminden en çok etkilenecek dört sektörün – otomotiv, kimya, finansal hizmetler ve yaşam bilimleri – 1,3 T $ değer kazanabileceği tahmin ediliyor.
O halde dünya çapında hükümetlerin ve özel sektörün kuantum üstünlüğü için yarışması şaşırtıcı değil. Büyük uluslararası projeler, keşif hızını artırmak için araştırma ve geliştirmeyi bir araya getirmeye yardımcı oluyor. Avrupa Kuantum Hesaplamanın Sonraki Uygulamaları (NEASQC), ilaç keşfi ve meme kanseri tespitinden karbon yakalama ve enerji altyapısı risk değerlendirmelerine kadar çeşitli alanlarda olası kullanım durumları üzerinde çalışan on iki Avrupa şirketini ve araştırma laboratuvarını bir araya getiriyor.
Dünya Y2Q’ya doğru hızla ilerlerken, önümüzdeki yıllarda kuantum bilişim hakkında çok daha fazla şey duymamız muhtemel. Daha küçük düşünerek büyük işler başarabilir miyiz? Kuantum bilişimde buna hiç şüphe yok. Ama nasıl, ne zaman ve kiminle? Olasılıklar gerçekten sonsuz!
