Kuantum bilişiminin bir anı var. Ancak teknoloji hala fütüristik
Yapay zeka kadar popüler olmasa da kuantum bilişiminin kendine has bir dönemi var.
Google da dahil olmak üzere dünyanın en güçlü kurumlarından bazıları , Microsoft , Amazon , IBM ve ABD hükümeti, ilk pratik kuantum bilgisayarını geliştirmek ve inşa etmek için milyonlarca dolar harcıyor.
McKinsey & Co. raporuna göre, yatırımcıların önümüzdeki on yıl içinde yaklaşık 100 milyar dolarlık gelir elde edebilecek bir sektöre akın etmesiyle, kuantum teknolojisine odaklanan girişimler geçen yıl yaklaşık 2 milyar dolar yatırım çekti.
Ancak bugün pek fazla iş yok. Aynı rapora göre, kuantum bilişim şirketleri 2024'te toplamda 750 milyon doların altında gelir elde etti.
Ama giderek daha büyük bir atılımdan söz edildiğini duyuyoruz.
Geçtiğimiz yıl Microsoft ilk kuantum çipini tanıttı , Google yöneticileri teknolojinin sadece beş yıl uzakta olabileceğini söyledi , Amazon hata düzelten kuantum işlemcisini tanıttı ve IBM 2029 yılına kadar anlamlı bir kuantum bilgisayarı inşa etme planını özetledi .
Onlara, altta yatan matematik, yazılım veya potansiyel iş modeli üzerinde çalışan çok sayıda küçük şirket ve üniversite katılıyor. Hatta bazı şirketler halka açık olarak işlem görüyor ve hisse senetlerinin bir haber çekirdeğine göre yükseldiğini veya çöktüğünü görebiliyorlar.
Ocak ayında Nvidia CEO Jensen Huang, kuantum bilişiminin ne kadar süreceği düşünüldüğünde 15 yılın "erken bir ihtimal" olduğunu söylediğinde kuantum bilişim hisselerini sarstı . O zamanlar 20 yılın "birçoğumuzun inanacağı" bir zaman dilimi olduğunu söylemişti.
İki ay sonra bu yorumlarından geri adım attı , ancak piyasaları hareketlendiren bu açıklamaların, hatta hareket ettirilebilecek piyasaların olmasının bile kendisini şaşırttığını belirtti.
Huang Mart ayında, "Bir kuantum bilgisayar şirketi nasıl halka açık olabilir?" demişti.
Şu anda, kuantum bilgisayarlarının yapabileceği yararlı bir şey yok. Onlar tamamen araştırma amaçlı.
Ancak vaat açıktır. Teknoloji işe yararsa, belirli türden sayıları hesaplayabilir ve geleneksel bir bilgisayarda şu anda imkansız olan veya tamamlanmadan önce evrenin son bulacağı kadar çok zaman gerektiren bazı görevleri yapabilir.
Bir kuantum bilgisayarını hayal etmek için, hesaplamanın ne anlama geldiğine ilişkin bakış açınızı kökten değiştirmeniz gerekir.
Geleneksel bir bilgisayar, her çipte milyarlarca transistör olduğu için çalışır. Bu transistörler birler veya sıfırlar olabilir - açık veya kapalı. Büyük sayılarda, transistörler neredeyse her sayıyı temsil edebilir, sistem belleğinin parçalarına atıfta bulunabilir ve aritmetik yapabilir. Bugün dünyadaki her bilgisayar bu şekilde çalışır.
Bir kuantum bilgisayarında sistem transistörler yerine kübitler kullanır. Birler ve sıfırlardan çok daha karmaşıktır. Kübitlerin açık mı kapalı mı olduğu kuantum mekaniği tarafından belirlenir ve tüm kübitler "dolaşıktır", yani birinde meydana gelen bir değişiklik diğerlerinin olasılığını etkiler.
Kübitleri çalıştırmak önemli altyapı gerektirebilir. Örneğin, bazı kuantum bilgisayarlarının mutlak sıfıra yakın çok düşük sıcaklıklarda çalıştırılması gerekir.
Kuantumun bugüne kadarki uygulamalarının çoğu kimya ve fiziğin simülasyonuyla ilgiliydi.
Microsoft'un gelişmiş kuantum geliştirme başkan yardımcısı Krysta Svore, "Kuantum bilgisayarlar her uygulama için tercih edilen hesaplama yöntemi olmayacak ve bu sorun değil," dedi. "Kuantum bilgisayarları sadece malzeme bilimi ve kimya için kullansak bile, dünyadaki üretilen malların %96'sı kimya ve malzeme bilimine dayanmaktadır."
Kuantum bilişiminin bugün iyi anlaşılmış bir kullanımı var: şifreleme. Bu yüzden ABD hükümeti ve dünyadaki diğerleri teknolojinin gelişimini yakından takip ediyor. Ulusal savunma için önemli.
Kuantum güvenlik şirketi Quantum eMotion'ın Amerika bölümünün operasyon şefi John Young, "Kuantum bilgisayarlarının dijital sırlarımızı kırabileceğinden endişe ediliyor" dedi.
Şu anda çoğu şifre, WhatsApp metni, finansal işlem ve diğer önemli mesajlar şifrelenmiştir, yani karıştırılmışlardır ve veriler çalınırsa veya gözlemlenirse okunamazlar. Ancak kuantum bilgisayarlar sayıları hızla çarpanlarına ayırabilecektir, bu da bilgisayar korsanlarının veya diğer saldırganların önemli sırları çözmek için gereken kodları verimli bir şekilde bulmalarına olanak tanıyabilir.
Güvenlik araştırmacıları, Q-Day dedikleri, etkili bir kuantum bilgisayarının yaratıldığı gün hakkında endişeleniyorlar. Parolalar ve şifreleme gizemli bir şekilde başarısız olmaya başladığında kaos olacağını öngörüyorlar.
Biden Beyaz Sarayı 2022'de bir ulusal güvenlik notunda "Kuantum bilişim, potansiyel faydalarının yanı sıra, Amerika Birleşik Devletleri'nin ekonomik ve ulusal güvenliği için de önemli riskler oluşturuyor" dedi. Kriptografik olarak önemli bir kuantum bilgisayarı "sivil ve askeri iletişimleri tehlikeye atabilir, kritik altyapı için gözetim ve kontrol sistemlerini zayıflatabilir ve İnternet tabanlı çoğu finansal işlem için güvenlik protokollerini alt üst edebilir" dedi notta.
Kuantum bilgisayarlarda çalıştırılabilecek hiçbir pratik uygulama veya algoritma, bugün normal bir silikon tabanlı dijital bilgisayarda gerçekleştirilemez.
Ancak, birkaç grup "kuantum üstünlüğünü" kanıtladıklarını söylüyor, bu da geleneksel bir bilgisayarla çok daha uzun sürecek bir problemi kuantum bilgisayarda çalıştırdıklarını gösteriyor. Eylemlerin hepsi soyuttu.
Google, 2019 yılında kuantum üstünlüğünü ilan eden ilk şirket oldu ve kuantum bilgisayarının başarısını bir " kıyaslama " olarak nitelendirdi. Gerçekleştirdiği göreve rastgele devre örneklemesi adı veriliyor ve bu temelde yalnızca kuantum bilgisayarlarını test etmek için kullanılıyor.
Google, araştırmacıların bir bilgisayara kuantum mekaniği altında mümkün olduğunca karmaşık bir problem oluşturması için rastgele talimatlar verdiğini söylüyor. Araştırmacıları daha sonra bir kuantum bilgisayarının kuantum problemini çözmede daha hızlı olduğunu gösterebildiler. Google geçen yıl, yeni, daha hızlı kuantum bilgisayarı Sycamore'un performans farkını genişlettiğini söyledi.
Gelecekteki gerçek dünya uygulamaları açısından kuantum bilgisayarlarının potansiyelinin çoğu tıp, kimya ve malzeme araştırmaları alanlarındadır.
Google, ilaç keşfine veya yararlı ilaçlar olabilecek moleküllerin bulunmasına işaret ediyor. Ayrıca kuantum bilgisayarlarının füzyon enerjisini ticarileştirmek için gereken bilimi yapabileceğini söylüyor.
Microsoft, Şubat ayında ilk kuantum çipini duyurduğunda şirket, bazı malzemelerin neden aşındığı veya plastiğin nasıl kompostlaştırılacağı gibi kimya ve malzeme bilimi sorunlarını vurguladı.
Ayrıca kuantum bilgisayarlarının, özellikle çok sayıda potansiyel çözümün bulunduğu durumlar veya sorunlar için yapay zeka uygulamalarına yönelik eğitim verisi üretmeye oldukça uygun olacağı konusunda da bir miktar iyimserlik bulunmaktadır.
Bir Google araştırmacısı, en önemli kuantum algoritmalarının çoğunu kataloglayan bir web sayfası tutuyor .
Bunlardan en ünlüsü, bir kuantum bilgisayarının, büyük bir sayının asal çarpanlarını, şu anda dijital bir bilgisayarda mümkün olandan çok daha hızlı bulabileceğini gösteren Shor algoritmasıdır .
Algoritma 1994'te keşfedildiğinde, dünya çapındaki ordularda bazı endişelere yol açtı. Birçoğu, verileri gizli tutmak için büyük sayıları çarpanlarına ayırma sürecinin zor olmasını gerektiren RSA adlı bir şifreleme yöntemi kullanıyor.
Kuantum bilgisayarlarının Çin gibi bir düşmana ABD'nin askeri mesajlarını veya tüketici bankacılık işlemlerini hızla çözme imkanı sağlamasından endişe ediliyor.
Microsoft, ulusal güvenlik faktörünü kabul etmiş, hatta kuantum güvenliğini Çin'e karşı bir yarış olarak bile çerçevelemiştir.
Microsoft Başkanı Brad Smith, nisan ayında yazdığı blog yazısında, "Çoğu kişi ABD'nin hâlâ lider konumda olduğuna inanıyor olsa da, stratejik bir sürpriz olasılığını ya da Çin'in halihazırda ABD ile eşit seviyede olma ihtimalini göz ardı edemeyiz" ifadelerini kullanmıştı.
Hükümet, şifrelemeyi kuantum bilgisayarları tarafından kırılamayan sözde kuantum sonrası yöntemlere taşıma çabasına öncülük etti. Apple gibi şirketler iMessage gibi servislerine post-kuantum şifrelemeyi entegre etmeye başladılar bile.
Ancak geçmiş iletişimler hâlâ sırlar içerebilir. İstihbarat teşkilatları ve diğer bilgisayar korsanları, bir gün şifresinin çözülebileceği beklentisiyle genellikle şifrelenmiş verileri toplarlar.
Şimdilik kuantum alanındaki çalışmaların çoğu hala oldukça akademik düzeyde.
Günümüzde gelişmiş donanım şirketlerinin çoğu, "hata düzeltme" veya hata sayısını azaltmayı ve hata oluştuğunda daha az zararlı hale getirmeyi amaçlayan çeşitli yöntemler üzerinde çalışmaktadır.
Microsoft araştırmacılarına göre, günümüz kuantum bilgisayarlarında kübitler kullanıldıkları her 1.000 seferden 1'inde başarısız oluyor. Microsoft geçen hafta yeni bir yaklaşım sayesinde hata oranını 1.000 kat azaltabildiğini söyledi .
Son bir yılda hata düzeltme konusunda pek çok iyileştirmenin duyurulması, araştırmacıların ve mühendislerin kuantum bilgisayarı inşa edebileceklerine olan güvenlerinin artmasının nedenlerinden biridir.
Ele alınması gereken bir sonraki konu ise bilgisayarların ölçeklendirilmesidir.
Google'ın yeni Willow çipi 105 kübite sahip. Microsoft'un Majorana çipi sekiz kübite sahip. IBM'in Starling'i 200 kübite sahip olmayı planlıyor. Amazon'un Ocelot çipi 14 kübite sahip. Önümüzdeki yıllarda bu sayıların çok daha yukarılara çıkması gerekiyor. Google ve Microsoft, gerçekten kullanışlı bir kuantum bilgisayarının 1 milyon kübite ihtiyaç duyacağını söylüyor.
CNBC
