Ekonomist & Araştırmacı Barış Yalın Uzunlu, Fintechtime Ocak 2024 sayısı için yazdı “Dolu Dolu Geçen Bir Yılın Ardından: Kuantum Teknolojileri Alanında Güncel Gelişmeler”.
2023 yılının kuantum teknolojileri açısından oldukça verimli geçtiğini söyleyebiliriz. İki ana bölümden oluşan bu yazının ilk bölümünde 2023 yılında kuantum teknolojilerinde yaşanan en önemli gelişmeleri derledim. Akabinde ise bu alanda günümüzde ulaştığımız noktayı analiz etmeye çalıştım.
Dolu Dolu Geçen Bir Yılın Ardından: Kuantum Teknolojileri Alanında Güncel Gelişmeler
“Insanity is everyone expecting you not to fall apart when you find out everything you believed in was a lie.”
Shannon L. Alder
Dünyanın ilk kuantum bilgisayarının geliştirildiği 1998 yılından beri en büyük hayalimiz hata payı sıfır olan, yani mükemmel bir verimlilikle çalışan ve milyonlarca kübitten oluşan evrensel kuantum bilgisayarları geliştirmek. Tabii ki bu tek başına yeterli değil: Bu sistemler ile entegre olabilecek gelişmiş yazılımlar oluşturmak ve tüm bunların gün geçtikçe daha fazla kişi tarafından kullanılmasını sağlamak, yani maliyeti düşürerek tedarik zincirini geliştirmek de bu hedefin ayrılmaz bir parçası.
2023 yılının tüm bu hedefler için oldukça verimli geçtiğini söyleyebiliriz. İki ana bölümden oluşan bu yazının ilk bölümünde 2023 yılında kuantum teknolojilerinde yaşanan en önemli gelişmeleri derledim. Akabinde ise bu alanda günümüzde ulaştığımız noktayı analiz etmeye çalıştım.
İşte 2023 yılında kuantum teknolojilerinde yaşanan gelişmelerden satır başları:
6 Aralık 2023: Amerika merkezli kuantum hesaplama girişimi Rigetti, şirketin ticari olarak satışa hazır ilk kuantum işlemcisi olan Novura’yı tanıttı. 9 kübitten oluşan işlemcinin fiyatı 900 bin dolar.
4 Aralık 2023: IBM, 1,121 süperiletken kübitten oluşan yeni çipi Condor’u ve 133 kübitten oluşan yeni çipi Heron’u tanıttı. Yepyeni bir mimari ile geliştirilen Heron bir önceki “Eagle” isimli işlemciye göre 5 kata kadar hata düzeltme imkânı sunuyor. Şirket aynı zamanda kuantum bilgisayarlarda hata düzeltme tekniklerinin geliştirilmesine daha fazla odaklanacağını duyurdu. Hedef, 2029 yılına kadar ilk hata payı düşük kuantum bilgisayarını geliştirmek.
24 Ekim 2023: Amerika merkezli kuantum hesaplama girişimi Atom Computing, dünyada “universal gate-based” sistemlerde 1,000 kübit barajını aşan ilk şirket oldu. Şirketin geliştirdiği 1,180 kübitten oluşan sistem 40 saniyeye varan eşevrelilik süresiyle kuantum teknolojilerinde hepimizin hayali olan hata payı düşük evrensel sistemler oluşturmada önemli bir adım teşkil ediyor.
10 Ekim 2023: VTT Araştırma Merkezi ve IQM ortaklığında Finlandiya’nın 20 kübitten oluşan ikinci kuantum bilgisayarı tanıtıldı. Hedef, 2024 yılında 50 kübitlik bir sistem geliştirmek.
5 Ekim 2023: Japonya’nın önde gelen teknoloji şirketlerinden Fujitsu ile araştırma enstitüsü Riken ülkenin 64 kübitten oluşan ikinci kuantum bilgisayarını geliştirdiklerini duyurdu.
4 Ekim 2023: 2023 Nobel Kimya Ödülü, “kuantum noktaları” olarak bilinen nanoparçacıkların keşfi ve sentezlenmesi alanındaki çalışmaları ile Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus ve Aleksey Yekimov’a layık görüldü. İnsan yapımı olan bu nanoparçacıklar o kadar küçük ki, özellikleri kuantum mekaniği tarafından belirleniyor. Bu keşfin nanoteknolojinin gelişmesinde oldukça kritik bir adım olduğunu söyleyebiliriz.
3 Ekim 2023: 2023 Nobel Fizik Ödülü, “maddedeki elektron dinamiklerinin incelenmesi için attosaniyelik[1] ışık darbeleri üreten deneysel çalışmaları” sebebiyle Pierre Agostini, Ferenc Krausz ve Anne L’Huillier’e verildi. Dolaylı da olsa kuantum dünyasının üzerindeki sis perdesini kaldırmaya yönelik önemli bir adım.
2 Ekim 2023: Bilim insanları, Honeywell şirketinin tuzaklanmış iyon metodunun kullanarak çalışan kuantum bilgisayarı The System Model H1’de mantıksal olarak kodlanmış üç kübit kullanarak hataya dayanıklı (fault-tolerant) ilk yöntemi göstermeyi başardılar.
11 Eylül 2023: Kuantum İnternet Birliği (QIA), kuantum internetin geleceğini şekillendirmek için bu alanda ilgisi olan herkesin katılabileceği bir yarışma düzenledi. Yarışmanın temel amacı kuantum ağ işlevlerini kullanan bir uygulama için yenilikçi fikirler üretmek.
23 Ağustos 2023: Dünyanın en büyük kuantum hesaplama şirketlerinden biri olan Quantinuum ile Japonya’da bulunan Chubu Üniversitesi’nden bilim insanları bilincin gizemine ışık tutmak için kuantum bilgisayarlarından yararlanmayı hedefleyen bir çalışma grubu oluşturmuşlardır. Bilincin gizeminin insanlık tarihi boyunca cevaplanamamış en büyük soru işaretlerinden biri olduğu düşünüldüğünde, bu oldukça heyecan verici bir gelişme.
20 Temmuz 2023: Quantum Computing Inc. İsimli kuantum hesaplama şirketi tarafından dünyanın ilk kuantum fotonik vibrometresi piyasaya sürüldü.
21 Haziran 2023: Bünyesinde Nobel ödüllü Alain Aspect’in de bulunduğu Fransız kuantum hesaplama şirketi PASQAL Kanada’da kuantum teknolojilerinin geliştirileceği bir üretim merkezi oluşturmayı planladığını duyurdu.
19 Haziran 2023: Dünyanın en büyük oyuncak üreticilerinden biri olan Danimarka merkezli LEGO şirketinin bir kuantum bilgisayarı planlama aşamasında olduğu bildirildi. Bir Lego kullanıcısı, kullanıcıların gelecekteki logo setleri için önerilerde bulunmalarına olanak tanıyan bir site olan Lego Ideas’da IBM Kuantum Bilgisayar Sistemi oluşturmayı önerdi. Oldukça detaylı şekilde planlanan bu sistem özellikle çocukların kuantum sistemlerine aşina olmasına büyük katkı sağlayabilir. Açıkçası, bu 2023 yılı içerisinde beni bu alanda belki de en fazla heyecanlandıran gelişme. Çocukları ve gençleri kazanmak bu teknolojinin geleceği için olmazsa olmaz.
23 Mayıs 2033: IBM, içinde 2033 yılına kadar 100,000 kübitten oluşan kuantum süperbilgisayarının geliştirilmesi hedefinin de bulunduğu yol haritasını açıkladı. Şirket bu hedefin gerçekleştirilmesi için Chicago ve Tokyo üniversiteleri ile iş birliği yapacak.
24 Nisan 2023: İspanyol Süperbilgisayar Merkezi (CESGA) ve Fujitsu İspanya’da yerleşik bir kuantum araştırma merkezi oluşturmak için anlaştı. Bu anlaşmanın bir parçası olarak İspanya’nın Oxford Quantum Circuits tarafından geliştirilecek ilk kuantum bilgisayarının hayata geçirilmesi planlanıyor.
14 Mart 2023: İngiltere hükümeti 10 yıl süreli ve 2.5 milyar sterlin bütçeli kuantum hesaplamaya odaklanacak ulusal programını açıkladı.
8 Şubat 2023: Sussex Üniversitesi ve Universal Quantum şirketinden bilim insanları kübitlerin bir kuantum hesaplama mikroçipinden diğerine transferini %99,999993 başarı oranı ve 2424/s bağlantı hızı ile taşımayı başardı. Her ikisi de dünya rekoru. Çiplerin bir araya getirilerek daha güçlü kuantum bilgisayarların geliştirilmesi için oldukça önemli bir gelişme.
13 Ocak 2023: Almanya’da 300 milyon avroluk bir bütçe desteği ile “Munich Quantum Valley” isimli girişim hayata geçirildi. Girişim, gelecekte Almanya’nın kendi kuantum bilgisayarını geliştirebilmesi adına oldukça önemli bir adım.
Tabii ki, gelişmeler bunlarla sınırlı değil. Ben yalnızca en önemli gördüklerimden bahsetmeye çalıştım. Neticede yepyeni bir dünya yaratılıyor ve tabiri caizse yalnızca bir avuç öncü insan tarafından. Yıllardır dünyayı kasıp kavuran, isimleri neredeyse yeni teknolojiler ile eş anlamlı kullanılan Amazon, Meta gibi şirketlerin de birkaç vizyoner insan tarafından evlerinin garajlarında kurulduğu düşünüldüğünde bu şaşırtıcı değil. Fakat bu sefer hedef oldukça zorlu: Fiziğin sınırlarını zorlayarak ve hatta gerekirse “mümkün” olanı yeniden tanımlayarak hayatımızın her evresini etkileyecek bir teknoloji geliştirmeye çalışıyoruz. Yüzyıllardır zihnimizi kurcalayan ama cevaplamak konusunda bir arpa boyu yol alamadığımız pek çok soruya ışık tutabilecek bir teknoloji.
Kuantum teknolojilerinin oldukça sağlam teorik temeller üzerine inşa edildiği yadsınamaz bir gerçek. Günümüzden neredeyse bir asır önce Einstein, Dirac, Schrödinger ve Heisenberg gibi dahi bilim insanları tarafından matematiksel olarak göz alıcı güzellikte formüle edilen kuantum mekaniğinin o zamanlar öngörülen yapısal özellikleri bugün birer birer deneysel olarak ispatlanıyor. Fakat tabii ki pratikte kullanım alanı oluşturulamayan teorinin bize pek de bir faydası yok. İşte bu bakış açısıyla çıktığımız yolda yaklaşık 30 yıl önce aktif olarak çalışabilen kuantum bilgisayarlarının geliştirilmesi için ilk adımı atmayı başardık. Bugün, binden fazla kübitten oluşan ve bu kübitlerin gün geçtikçe birbirleriyle etkileşiminin geliştirildiği, yani hata paylarının düşürüldüğü kuantum bilgisayarları geliştirebiliyoruz.
Henüz yolun başında olduğumuz kesin. Fakat ben işin asıl zor kısmının başarıldığını düşünüyorum. Dünyanın en önemli beyinleri bu teknolojiyi geliştirmek için uğraşıyor. Keza, yukarıda bir kısmını derlediğim gelişmeler de bu alanda kat ettiğimiz yolun ispatı niteliğinde.
Yakın gelecekte, daha da spesifik olmak gerekirse en fazla 10 yıl içinde bu alanda çığır açıcı gelişmeler yaşanacağına eminim.
