Gelişmiş Ülkeler Kuantum Teknolojisine Nasıl Bakıyor?

Ekonomist & Araştırmacı Barış Yalın Uzunlu, Fintechtime Eylül sayısı için yazdı, “Gelişmiş Ülkeler Kuantum Teknolojisine Nasıl Bakıyor?”.

Dünyanın önde gelen teknoloji şirketleri birbiri ardına kuantum bilgisayarlar geliştiriyor. Dahası, bu bilgisayarlar yardımıyla hayata geçirilen bazı projelerin klasik bilgisayarlarla “neredeyse” sonsuz zaman alacak olması ise adeta doğru yolda olduğumuzun bir kanıtı. Bir diğer deyişle, yıllar önce ekilen tohumlardan elde edilen “ilk hasat”.

Gelişmiş Ülkeler Kuantum Teknolojisine Nasıl Bakıyor?

Kuantum teknolojisinin geçmişi 1940’lı yıllara uzansa da özellikle geçtiğimiz 10 yılda büyük bir atılım yaptığı bir gerçek. Gerek yazılım gerekse donanım anlamında oldukça maliyetli olan bu teknoloji özellikle gelişmiş ülkeler tarafından son derece ciddiye alınıyor ve bu alanda milyarlarca dolarlık yatırımlar yapılıyor. Dünyaca ünlü bir danışmanlık şirketi olan McKinsey’nin 2023 yılı Nisan ayında yayınladığı bir rapora göre tüm dünyada kuantum teknolojilerine yapılan kamusal yatırım 34 milyar doları aşmış durumda. Aynı zamanda, 2040 yılına kadar piyasa büyüklüğünün 100 milyar doları aşması bekleniyor. Bu teknolojinin 2035 yılına kadar yaratması beklenen ekonomik katma değeri ise baş döndürücü seviyede: 620 milyar dolar ila 1,3 trilyon dolar arasında.

Tüm bu çabaların meyvesini almaya başladık. Dünyanın önde gelen teknoloji şirketleri birbiri ardına kuantum bilgisayarlar geliştiriyor. Dahası, bu bilgisayarlar yardımıyla hayata geçirilen bazı projelerin klasik bilgisayarlarla “neredeyse” sonsuz zaman alacak olması ise adeta doğru yolda olduğumuzun bir kanıtı. Bir diğer deyişle, yıllar önce ekilen tohumlardan elde edilen “ilk hasat”.

Bu teknoloji o kadar parlak bir gelecek vadediyor ki, bu alanda yapılan en ufak bir çalışma, kat edilen en küçük mesafe dikkatleri üzerine çekmek için yeterli. Daha şimdiden kuantum teknolojisi hakkında yazılan yüzlerce bilimsel makale, bu makalelere yapılan binlerce atıf mevcut. Üniversitelerde ardı ardına kuantum mekaniği ve kuantum hesaplama ile alakalı bölümler açılıyor. Çabalar en üst düzeyde de ödüllendiriliyor: 2022 Nobel Fizik Ödülü bu alanda çalışan 3 bilim insanına verildi. Aynı zamanda, Amerika Birleşik Devletleri’nde bulunan federal bir kuruluş olan ve bilim ve mühendislik alanlarında yapılan araştırmaları finanse eden Ulusal Bilim Vakfı (National Science Foundation) kuantum teknolojisini 10 büyük fikir listesine almış durumda. Uluslararası bir danışmanlık şirketi olan Gartner ise kuantum makine öğrenimini 2021 yılında maksimum verimliliği en az 10 yıl sonra alınacak teknolojiler listesine dâhil etti.

İki bölümden oluşacak bu yazı dizisinde belli başlı gelişmiş ülkelerin kuantum teknolojisi hakkında yaptığı düzenlemeleri, bu alanda yapılacak çalışmalara ayırdığı bütçeleri ve özellikle vurguladıkları gelişim alanlarını kısa kısa maddeler halinde irdelemeye çalışacağım.

Amerika Birleşik Devletleri

• Kuantum teknolojisini en fazla ciddiye alan ülkelerin başında geliyor. Geçtiğimiz günlerde ABD Hazine Bakanlığı’nın yarı iletkenler, kuantum bilgi teknolojileri ve yapay zekâ da dâhil olmak üzere ulusal güvenlik teknolojilerini tehdit oluşturabilecek yatırımlardan korumayı amaçlayan bir Yürütme Emri’nin uygulanmasına ilişkin kamuoyu görüşü isteyen bir duyuru yayınlaması da bu ciddiyetin somut bir göstergesi.
• Bu alanda geçmişte devrimsel çalışmaların yapıldığı Bell laboratuvarlarına ve Google, IBM, Rigetti gibi kuantum bilgisayarlarına sahip çok uluslu şirketlere ev sahipliği yapıyor.
• Aynı zamanda, dünyada bu alanda en fazla yasal düzenleme getiren ülke konumunda. Örneğin, 2018 yılında ABD Kongresi “National Quantum Initiative Act” başlıklı, ABD’nin kuantum hesaplama teknolojisini geliştirmesine ön ayak olacak bir yasayı onayladı. Bu yasa ile birlikte 2022 yılında ise yine ABD Kongresi “Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act” başlıklı, kurumların bilgi teknolojisi sistemlerinin kuantum bilgisayarların saldırılarına karşı koyabilecek şifreleme yöntemlerine geçişini ele alan oldukça kritik bir yasayı daha onayladı.
• Kuantum teknolojisine yapılan yatırımlar da yıllar itibariyle artıyor. 2019 yılında bu alanda bütçeden 449 milyon dolarlık bir harcama yapılırken bu rakam 2020 yılında 672 milyona, 2021 yılında 855 milyona ve 2022 yılında 918 milyona yükseldi. 2023 yılı içinse bütçeden talep edilen kaynak 844 milyon dolar.

Özellikle “Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act” başlıklı yasanın önemini bir örnekle açıklamakta fayda var:

Günümüz teknolojisi ile 20 milyon kübit kullanılarak bilinen en güçlü şifreleme yöntemlerinden biri olan RSA’nın 8 saat gibi bir sürede kırılabilmesi mümkün. Bu da sanal ortamda tutulan, kredi kartları veya ulusal güvenlik sistemleri gibi kritik öneme sahip verilerin çok ciddi bir tehdit altında olması demek. Henüz dünyada bir kuantum bilgisayarında kullanılan en fazla kübit sayısı 433, yani hedeften çok uzakta. Fakat IBM’in önümüzdeki 10 yıl içinde 100,000 kübit kullanan bir sistem oluşturma hedefinin olduğunu da göz önünde bulundurmalıyız. Dolayısıyla bu hızda gidilirse 21. yy. bitmeden günümüzün en güçlü süper bilgisayarları tarafından kırılması trilyonlarca yıl alacak olan şifrelerin rahatlıkla kırılacağı günleri görebiliriz.

Fransa

• 2021 yılı başında Cumhurbaşkanı Emmanuel Macron tarafından Fransa’nın Ulusal Kuantum Stratejisi açıklandı.
• Kuantum teknolojileri için bütçeden ayrılan kaynak 1,8 milyar avro. Buna göre Fransız Hükümeti 2021-2026 yılları arasında (5 yıl) bu alanda her yıl 200 milyon avro yatırım yapacak. Geri kalan 800 milyon avro ise büyük şirketlerin taahhütleri (500 milyon avro), Avrupa fonları (200 milyon avro) ve Fransız girişim ekosistemi yatırımcıları (100 milyon avro) tarafından yapılan taahhütlerden gelecek.
• Toplam kaynağın en büyük kısmı (430 milyon avro) kuantum bilgisayarı üretmek için yapılacak çalışmalara ayrılmış durumda. Yatırım yapılacak diğer gelişim alanları ise şu şekilde:
• Kuantum simülatörleri (350 milyon avro)
• Kuantum iletişim sistemleri (320 milyon avro)
• Kriyojenik (soğutma sistemleri) gibi yardımcı teknolojiler (300 milyon avro)
• Kuantum sensörleri (250 milyon avro)
• Kuantum sonrası kriptografi (150 milyon avro)
• 2025 yılına kadar 5,000 kişilik yetenekli işgücü yetiştirilmesi ve 2030 yılına kadar 30,000 kişilik istihdam yaratılması planlanıyor.
• 2022 yılında Nobel Fizik Ödülü alan 3 bilim insanından biri olan Alain Aspect Fransız bir kuantum hesaplama girişimi olan PASQAL’ın kurucu eş başkanı.

Avustralya

• 2023 yılında Ulusal Kuantum Stratejisi’ni yayınladı.
• Stratejiye göre kuantum teknolojilerin de içinde bulunduğu kritik önemdeki teknolojilere 1 milyar Avustralya dolarından fazla kaynak ayrılmış durumda.
• 2040 yılına kadar 16,000 kişilik yetenekli işgücü yetiştirilmesi ve ekonomiye 4 milyar USD’den fazla katkı sağlanması öngörülüyor.
• Archer ve Q-CTRL gibi kuantum hesaplama konusunda uzmanlaşmış girişimlere sahip. Özellikle Archer oda sıcaklığında mümkün olduğunca uzun süreli çalışabilen kuantum sistemleri üzerinde çalışıyor.

Güney Kore

• 2023 Haziranında ülkenin kuantum teknolojisi konusunda orta ve uzun vadeli vizyonunu yansıtan ulusal stratejisi açıklandı.
• Bu stratejiye göre ülke 2035 yılına kadar kuantum teknolojisine 3 trilyon wonun (yaklaşık 2,33 milyar dolar) üzerinde yatırım yapmayı planlayarak bu alanda küresel bir lider olmayı hedefliyor.
• Ülke 2035 yılına kadar kendi kuantum bilgisayarını ve ileri seviye kuantum sensörlerini geliştirmeyi hedefliyor.
• Yine 2035 yılına kadar bu alanda çalışacak kuantum araştırmacılarının sayısının yedi kat artarak 2.500’e çıkarılması amaçlanıyor.
• Kuantum teknolojisinde 2035 yılına kadar küresel pazar payının %10’unu elde etmeyi hedefleyen Güney Kore, kuantum bilişim alanında yerel uzmanlar yetiştirmek üzere IBM ve IonQ (ABD merkezli bir kuantum teknolojisi girişimi) ile ortaklıklar imzaladı.

Danimarka

• 2023 Haziran’ında Danimarka Yüksek Öğrenim ve Bilim Bakanlığı tarafından ulusal kuantum stratejisinin ilk bölümü yayınlandı.
• Buna göre 2023-2027 yılları arasında kuantum teknolojisi alanında 1 milyar DKK (yaklaşık 147 milyon USD) yatırım yapılması planlanıyor.
• Novo Nordisk Vakfı, önümüzdeki 10-20 yıl içinde tamamen işlevsel bir kuantum bilgisayarı inşa etmek amacıyla Niels Bohr Enstitüsü’nde bir kuantum programı için 2022 yılında 12 yıl boyunca 1,5 milyar DKK (yaklaşık 220 milyon USD) tutarında bir hibe vereceğini açıkladı.

Bu konuda strateji yayınlayan ve çalışmalar yapan çok sayıda gelişmiş ülke mevcut. Okuyucularımı da sıkmamak adına bu bölümde ABD, Fransa, Avustralya, Güney Kore ve Danimarka’yı ele aldım. Bir sonraki yazımda ise İngiltere, Almanya, Kanada, İspanya ve Finlandiya gibi bu alanda ciddi yatırımları olan diğer ülkeleri inceleyeceğim.