banner23

banner26

banner24

banner25

29.01.2021, 15:41

Kuantum Bilgisayarları ve Güç Savaşı

Tarih pek çok kez, güç yarışı içerisindeki ülkelerin, bilim ve teknolojiyi üstünlük elde etme yolundaki temel bir unsur olarak değerlendirdiğine şahit oldu. Kuantum bilişim bilimi (QIS- quantum information science) ve teknolojileri de günümüzün teknoloji ve ticaret “savaşının” önemli “arenalarından” biri olma yolunda ivme kazanıyor. İçerdiği tehdit ve vaat ettiği imkânlarla kuantum bilgisayarlarının bu çerçevede değerlendirilmesi, kuantum bilişim alanındaki çabaların temel motivasyonunun anlaşılabilmesi bakımından mühimdir.

Söz konusu mücadele kendini yeni yeni gösterse de bilim insanları otuz yıldan uzun süredir kuantum bilişiminin gücüne ilişkin değerlendirmelerde bulunuyor. Henüz istenilen gelişim seviyesine erişilememiş olmakla birlikte son birkaç yılda kuantum bilgisayarları, farklı ticari faaliyetlere konu olur hâle geldi. Bu kapsamda ilk kuantum bilgisayarının satışı 2011 yılında Kanadalı D-Wave Systems tarafından ABD’li savunma devi Lockheed Martin’e gerçekleştirildi. Resmî bir açıklama yapılmamakla birlikte kamuoyuna yansıyan bilgilere göre, Lockheed Martin D-Wave Systems’in kuantum bilgisayarları için 10 milyon dolar harcadı.

IBM, Google, Rigetti, Microsoft, Alibaba, D-Wave Systems, Honeywell, Xanadu ve Intel gibi firmalar kuantum bilişim ekosisteminde yer alıyor. Dolayısıyla, start-up’ların yanı sıra teknoloji devleri de söz konusu alanda faaliyet gösteriyor.

Geleneksel bilgisayarlar, 0 veya 1 değerini alabilen bitleri, kuantum bilgisayarları ise aynı anda hem 0 hem de 1 değerini alabilen qubit’leri kullanır. Kuantum bilgisayarları geleneksel bilgisayarlardan daha hızlı ve bazı hesaplamalar için daha verimlidir. Bunun da ötesinde kuantum bilgisayarları süper bilgisayarların dahi yapamayacağı işlemlerin gerçekleştirilmesini sağlamaktadır.

Kuantum bilgisayarların; kimya, biyoloji, sağlık hizmetleri, malzeme bilimi, finans ve yapay zekâ (AI) gibi alanlarda “sıçrama” olarak nitelendirilebilecek önemli değişimlerin oluşmasına neden olması bekleniyor. Bununla birlikte kısa vadede kuantum bilgisayarlarının geleneksel bilgisayarların yerine geçmesi ve bireysel tüketicilerin hayatlarının bir parçası olması öngörülmüyor.

Kuantum bilişiminin henüz olgunlaşmamış bir alan olması; iş birliklerini ve araştırma faaliyetlerini temel bir gereklilik hâline getirmektedir. Öte yandan bir “üstünlük savaşı” içerisinde olunması, iş birliklerine ve iş birliği yapan kuruluşların merkez ülkelerine dikkat çekmemizi gerektiriyor. Bu çerçevede alandaki bazı iş birliklerini sıralayalım:

  1. 2013 yılında Google, D-Wave Systems’in kuantum bilgisayarını satın almış ve bu satın almanın ardından; ABD’li Google, NASA ve Universities Space Research Association’ın (USRA) iş birliğinde Quantum Artificial Intelligence Lab (QuAIL) kurulmuştur.
  2. ABD’li teknoloji devi IBM, 2017 yılında 10 yıllık bir süre zarfında 240 milyon dolarlık yatırım yapma kararı alarak ABD’nin köklü üniversitelerinden biri olan MIT ile MIT-IBM Watson AI Lab’ı kurmuştur. Bu laboratuvarlar neticesinde kuantum bilişimini de kapsayan çeşitli alanlarda araştırma olanağı elde edilmiştir.
  3. Eylül 2019’da Almanya hükümeti 2022 yılına kadar kuantum teknolojilerine yönelik Ar-Ge faaliyetleri için 650 milyon avro yatırım yapma kararı almıştır.  Söz konusu kararın bir uzantısı olarak IBM ve Fraunhofer Enstitüsü iş birliği içerisine girmiş ve taraflar 2021 yılının başlarında faaliyete geçme hedefiyle Avrupa’daki ilk IBM Q System One’ı (IBM’in kuantum bilgisayarı) Almanya’da kurmak üzere anlaşmıştır.
  4. IBM bir diğer iş birliğini Tokyo Üniversitesi ile yapmıştır. Aralık 2019’da varılan anlaşma kapsamında; mülkiyeti IBM’e ait olmak ve IBM tarafından yönetilmek üzere IBM’in Japonya’daki tesisine IBM Q System One’ın kurulması kararlaştırılmıştır. Ayrıca, Temmuz 2020’de IBM ve Tokyo Üniversitesi arasındaki iş birliği; Keio Üniversitesi, Toshiba, Hitachi ve Toyota gibi kurumları da kapsayacak biçimde genişlemiştir.
  5. Çinli e-ticaret devi Alibaba’nın iştiraki olan Aliyun ve Çin Bilimler Akademisi 2015 yılında, Alibaba Quantum Computing laboratory’yi kurmak üzere anlaşmıştır.

Research And Markets, 2019 yılında 507,1 milyon dolar olan küresel kuantum bilişim pazar büyüklüğünün 2030 yılına gelindiğinde 64.988,3 milyon dolara yükseleceğini tahmin etmektedir. Communications Industry Researchers’e göre ise küresel kuantum bilişim pazarı 2023 yılında 1,9 milyar dolar, 2027 yılında ise 8 milyar dolar seviyesinde olacaktır.

Economist’e göre 2015 yılında kuantum bilişimi alanında ABD’de 295, Kanada’da 79, Japonya’da 78, İngiltere’de 36 ve Çin’de 29 patent başvurusu yapılmıştır. Washington Post’a göre ise kuantum bilgisayarları alanındaki patent başvuru sayısı 2018 yılında ABD’de 193, Çin’de ise 63’tür.

Yukarıdaki farklı iş birliği örnekleri ve verilerden anlaşılacağı üzere kuantum bilgisayarları özelindeki yarışta ABD merkezî bir role sahiptir. Bu gerçekliğe rağmen, ABD’li kaynaklar Çin başta olmak üzere, rakiplerinin kuantum bilişimi alanındaki çabalarından “endişe” etmektedir.

Google’ın mühendislik direktörü Hartmut Neven’a göre Çin, kuantum bilgisayarlar üzerinde araştırma ve test faaliyetleri yürüten ABD ile eş nitelikte laboratuvarlara sahip değil, ancak o noktaya da erişecek. 2017 yılında kamuoyuna yansıyan bilgilere göre Çin, kuantum bilgisayarı ve diğer “devrim niteliğindeki” teknolojileri geliştirebilmek için dünyanın en büyük kuantum araştırma tesisini kurma kararı aldı. Ayrıca Çin hükümeti, söz konusu tesise 400 milyon dolarlık fon sağladı.

Federal Hükümet Üst Denetim Kurumu (GAO) tarafından 2018 yılında yayınlanan bir raporda, kuantum bilişim biliminin (QIS-quantum information science) ve buna bağlı olarak kuantum bilişiminin (Quantum computing) devletler veya özel sektör tarafından faydalı amaçlarla geliştirilse dahi çift kullanımlı (Barışçıl ve askerî) olabileceğine değinilmiştir. Bu doğrultuda GAO’ya göre, QIS’nin yanı sıra yapay zekâ ve IOT gibi teknolojilerin de çift kullanımı bulunmaktadır ve söz konusu teknolojiler “düşmanların, rakiplerin” elinde ABD için bir risk oluşturabilir. Bu “kaygıları” destekler biçimde ABD basını, Çin’de “kuantumun babası” olarak anılan ve bu alandaki çalışmalara yön veren fizikçi Pan Jian-Wei ile Çin savunma sanayiinin çeşitli bağlantılarının bulunduğunu iddia etmişti.

Peki bu “kaygının” kaynağı ne olabilir? Kuantum bilgisayarlar oldukça güçlü ticari kazançların yanı sıra siber güvenlikle ilgili derin dönüşümlere sebep olabilecek bir teknolojidir. Zira, kuantum bilgisayarların istenilen düzeye ulaşmasının ardından açık anahtarlı kriptografik sistemlerin güvenlikleri sarsılacaktır. Dolayısıyla bizzat kuantum bilgisayarlar, bir siber güvenlik riski teşkil eder hâle gelecektir. Bu hâl, e-posta yazışmalarından ve banka ve kredi kartı bilgilerine kadar en hassas bilgileri tehlike altına sokacaktır. Böylesi güçlü bir teknolojinin yalnızca ticari amaçlarla kullanılmayacağı açıktır. Bu doğrultuda kuantum bilgisayarlar, bilim ve teknolojiyi üstünlük elde etmeye yönelik bir unsur olarak ele alan geleneksel motivasyonu desteklemektedir. 

Hâlihazırda organize suç örgütleri ve siber suçluların yanı sıra doğrudan doğruya devletlerin bir siber güvenlik tehdidi hâline geldiği ve küresel siber savaşın geliştiğine dair değerlendirmelerin yapıldığı bir çağdayız. Bu konjonktür altında kuantum bilgisayarların istenilen düzeye erişmesi, ülkelerin; bankacılık ve finans, savunma, havacılık, enerji, iletişim gibi en hassas yapılarının güvenliğini sağlayabilmesini güçleştirecektir. Nitekim IBM’in CEO’su Arvind Krishna (Açıklamayı yaptığı tarihte IBM Research’te görevliydi) 2018 yılında katıldığı bir etkinlikte, verilerinin 10 yıldan uzun süre korunacağından emin olmak isteyen herkesin alternatif şifreleme biçimlerine geçmesi gerektiğini belirtmiştir.

Kuantum bilgisayarların olası etki alanlarının genişliği, kuantum bilgisayarı geliştirme yarışında en önde yer almasına rağmen ABD’nin, Çin’in söz konusu alandaki faaliyetlerinden tedirgin olmasına sebep olacak düzeydedir. Soğuk Savaş yıllarında ABD ile yeni teknolojilerin ve silahların geliştirilmesine yönelik bir yarış hâli içerisinde olan Rusya da kuantum bilgisayar geliştirmeyi amaçlayan ülkelerden biridir.  Bu çaba doğrultusunda Rus hükümeti, 2019 yılında temel ve uygulamalı kuantum araştırmaları yürüten Rus laboratuvarlarına 5 yıllık bir süre zarfı içerisinde 50 milyar ruble’lik (790 milyon Dolar) kaynağı aktaracağını duyurmuştur.

Tarihsel olarak incelendiğinde görülecektir ki yeni teknolojilerin geliştirilmesi, bazı eski yapıları yıkarken yeni yapıların oluşmasına da zemin hazırlamaktadır. Kuantum bilgisayarlarda hedeflenen gelişimin sağlanması açık anahtarlı kriptografik sistemleri tehdit edecek olsa da an itibarıyla kuantum bilgisayarlara dayanıklı kriptografik sistemler üzerine çeşitli çalışmalar yürütülmektedir.

Kuantum bilgisayarların açık anahtarlı kriptografik sistemlerin güvenliklerini sarsacak düzeye erişmesi, bunu başaran ülke veya ülkelerin rakip ve dahası “müttefiklerinin” bu durumdan zarar görmesine neden olacaktır.

Bu doğrultuda kuantum bilgisayarlardaki olası gelişmelere hazırlıklı olunmalıdır. 

Ülkemizde kuantum bilgisayarlara yönelik bir ilgi bulunsa da tam bir farkındalık hâlinden ve yeterli eylem düzeyinden söz etmek iddialı olacaktır. Kuantum fiziğinin ticarileştirilmesinin güç olması, yüksek riskli yatırımların şirketlere sunduğu olası faydaların sınırlılığı ve sektörel farkındalık eksikliği Türkiye’de kuantum bilgisayar geliştirmeye yönelik olası faaliyetleri zorlaştırmaktadır. Fikir aşaması yeterince olgunlaşmamış olsa dahi kuantum bilgisayar geliştirmeye yönelik çaba içerisine girilmesi, dünyadaki mevcut gelişmelerin yakından izlenmesi, olası risk ve fırsatların takip edilmesi ve bu kapsamda kapsayıcı bir stratejinin oluşturulması son derece önemlidir.

23°
açık