Kuantum teknolojisinde büyük eşik aşıldı

Yaşadığımız evrenin mucizelerle dolu olduğunu bildiren bilim dalına kuantum diyoruz. Kuantumun derinliğini anlama konusunda sonsuz bir okyanusun kıyılarında gibiyiz. 100 yıldan fazladır üzerinde çalışıyor olsak da kaydettiğimiz yol, diğer bilim dallarındaki gelişmelere kıyasla iki-üç arpa boyunu halen geçemiyor. Kuantum, atomik düzeyde bildiğimiz fizik yasalarının genişlediği, imkânsız diye bilinenlerin aksine göz önünde gerçekleştiği bir âlem. Öyle bir boyut düşünün ki her nesne aynı anda iki yerde birden olabiliyor, aynı anda iki yöne birden dönebiliyor, hatta istediğinde bir enerji dalgasına, istediğinde yerinde duran bir parçacığa dönüşebiliyor.

Kuantum âleminde istediğimiz tesirleri yaratacak bilgiye henüz erişmemiş olsak da önemli bir keşfimiz var; bilgisayar teknolojisinde kuantumu nasıl kullanabileceğimizi biliyoruz. Richard Feynman ve Yuri Manin gibi büyük biliminsanları, kuantum bilgisayarlara zemin olacak teorik altyapıyı 1980’lerde meydana çıkaran ilk isimlerdi. 1995’te ‘qubit’ (kübit) terimini ortaya atan Benjamin Schumacher ise bilgisayarın en küçük veri birimi ‘bit’lerin kuantum boyutunda inanılmaz yüksek işlem kapasitelerine ulaşabileceğini öngörmüştü. Aradan
30 yıl geçti ve Google, dünyanın en gelişmiş kuantum çipiyle (Willow) sadece 5 dakikada, güçlü bir bilgisayarın 10 septilyon yılda yapabileceği işlemi gerçekleştirmeyi başardı.

Kuantum bilgisayarların çalışma prensibi adına önce bit’leri anlamakta fayda var. Bir ‘bit’ bilgisayar hafızasında 0 ve 1’leri içeren megabyte, gigabyte gibi veri birimlerinin en küçüğü. Klasik bilgisayarda bit, sadece 0 veya 1 değeri alabilirken kuantum bilgisayardaki kübit, aynı anda hem 0 hem de 1 değeri alabiliyor. Bilgi işlem mimarisinde bu özellik, verilerin katlanarak artabilmesine imkân veriyor ve çok büyük oranda bilgiyi hızlıca işlemenin yolunu açıyor. Ayrıca kuantum dolanıklık (entanglement) özelliği kübitlere muazzam bir hız kazandırıyor. Aynı anda iki farklı yerde bulunabilen parçacık özelliği sayesinde kübitler birbirleriyle eşleşebiliyor; veri akışı hızdan da öte ‘anında’ sağlanıyor.

Google ve Alphabet CEO’su Sundar Pichai geçen pazartesi Willow’u kullanışlı bir kuantum bilgisayar inşa etme yolculuğumuzun önemli bir adımı olarak görüyoruz” sözleriyle tanıttı ve ilaç keşfi, füzyon enerjisi ve daha birçok alanda pratik uygulamalar yapılabileceğini paylaştı. Pichai’nin ‘teknolojinin son noktası’ dediği Willow’un performansıyla kuantum bilgisayarlara kavuşmamız yaklaşmış olabilir. Yine de büyük hayallere kapılmak için henüz erken. Çünkü elimizdeki kuantum bilgisayarlara güvenmek kolay değil; işlemciler atom altı düzeyde çalıştığından çevredeki titreşimlere, atomik gürültülere karşı çok hassaslar. Yüksek hata payı oluşturabiliyorlar. Veriler katlanarak (8, 16, 32, 64 ... 1024, 2048... şeklinde) arttığı için hatalar da aynı oranda çoğalabiliyor. Ancak Pichai’nin paylaşımına göre Willow, kübitler çoğalırken hata paylarını düşürmeyi başararak ‘30 yıllık mücadelede çığır açan’ bir seviyeye ulaşmış... Füzyonun geleceğin parlak işaretlerinden biri olduğu geçen pazarın konusuydu. Ertesi gün Pichai’nin çipi tanıtırken füzyon enerjisine değinmesi, gezegenimiz için ne kadar önemli olduğunun altını bir kez daha çiziyor.

Mucizevi âlem

Kuantum teknolojisi sayesinde büyük veriyi işlemek de kolaylaşacak. Böylece yeni ilaçların keşifleri, kişiye özel ilaçların gelişimi hızlanacak, pandemi ortamında çabucak antivirüs üretmek de mümkün olabilecek. Ayrıca iklim, hava durumu, tektonik hareketler gibi doğayla ilgili büyük veriyle çalışan tüm bilim dalları kuantumdan yararlanabilecek. Materyal teknolojisi de kuantumla gelişebileceği için çok yüksek kapasiteli piller, marifetli yüzeyler, hatta gelecekte uzayda sıçrama yapabilen korunaklı mekikler bile tasarlamak mümkün olabilir. Kuantum, kâinatın sonsuzluğu içinde, her zerrede var olan mucizevi bir evren. Adeta âlem var, âlem içinde... Kim bilir, gün gelir kâinatın gizemli sırlarını da kuantumla keşfedebiliriz...

Çoklu evrenin kanıtı olabilir

Willow hakkında ilginç bir iddia Google Quantum AI kurucusundan geldi. Hartmut Neven, blog post’unda Willow’un başka evrenlerden bilgi işlem gücü almış olabileceğini söyledi. Çipin muazzam hızı, paralel evrenlerin varlığı hakkında gerçekten bir delil olabilir.

Kripto tehlikede mi?

Gelecekte bir kuantum bilgisayarı için 128 bit’lik kripto şifreleri kırmak dakikalar, belki saniyeler sürecek. Şifreleme üzerine kurulu bugünkü blockchain teknolojisi de kuantum karşısında savunmasız kalabilir. Ayrıca Bitcoin madenciliği yüksek hızla yapılacağı için kuantum bilgisayarların 2030’larda Bitcoin üretimini tamamlayabileceği söyleniyor.