Kuantum bilgisayarlar sayesinde tarımdan sağlığa çok şey değişebilir

İçinde bulunduğumuz 2025’in ‘kuantum yılı’ olacağı söyleniyordu. Kuantumun hayatımıza gireceği, aktif olarak kullanılacağı sanrısı yaratması dolayısıyla bu ifadenin biraz ‘balon potansiyeli’ taşıdığını hatırlamakta fayda var. Öte yandan bu yıl sahiden şaşırtıcı gelişmelere sahne olmaya başladı. Geçen hafta içinde Microsoft’tan ‘çığır açıcı’ olduğu iddia edilen bir haber geldi. Microsoft’un tanıtımını yaptığı yeni kuantum işlemcisi Majorana 1, teknolojide önemli bir eşiği aşarak yakın gelecekte çok daha stabil ve ölçeklenebilir kuantum bitleri üretmenin sözünü veriyor.

Kuantum mekaniklerinde Majorana parçacığı olarak bilinen topolojik madde halini gözlem ve kontrol başarısıyla öne çıkan avuç içi boyutlarındaki işlemci, 1 milyon kubit eşiğini aştığında dünyadaki tüm klasik bilgisayarların toplamından -yanlış okumadınız- daha fazla işlem gücüne sahip olacak. Normalde onlarca yıl sürmesi beklenen bu teknolojik gelişmenin şimdilerde 5-10 yıla yetişebileceği iddia ediliyor. Böylece kuantum bilgisayarların ticari amaçlar için kullanımı hızlanacak. Kuantum bilgisayarlar endüstriyel sahalara girince neler olacağını birlikte değerlendirelim...

Kuantum bilgisayarların aktif olacağı alanların başında kimya ve materyal çalışmaları geliyor. Araştırmalar endüstriler için paha biçilmez nitelikte olacak ve gelecekte nesnelerin yapısına hiç olmadığımız kadar hâkim olmaya başlayacağız.

Doğa güçlerinin materyallere etkisini derinlemesine kavrayabilmek, daha sağlam ve amaca uygun malzemeler üretebilmek anlamına geliyor. Bunun için sayısız değişkenin hesaplandığı olasılık modellemeleri yapmak gerekiyor. Kuantum çiplerinin akıl almaz matematiksel hesaplama gücü, yakın gelecekte doğayı olağanüstü hassasiyetle modelleme imkânı yaratabilir. Örneğin kuantum bilgisayarlar malzemelerin neden korozyona uğradığını veya nasıl aşındığını çok daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir. Kendini onaran nanoteknolojik kumaşlar gibi, daha karmaşık materyallerin de aynı özelliği kazanması sağlanabilir. Köprülerdeki çatlakların kendi kendine kapandığını, aşınan makine parçalarının kendini yenilediğini hayal edin... Kuantum bilgisayarların gezegene ve çevreye faydaları da yine materyaller üzerinden olacak. Kuantumla geliştirilen teknolojilerin çevre kirliliğini azaltmaya yardımcı olabileceği, geri dönüşüm teknolojilerinde çığır açabileceği öngörülüyor. Günümüzde farklı plastik türlerinin hepsini çözeltecek tek bir evrensel katalizör geliştirmek neredeyse imkânsız. Ancak kuantum bilgisayarlar, mikroplastiklerin temizlenmesi veya karbon kirliliğiyle mücadelede en etkili katalizörleri geliştirerek önemli ölçekte faydalar sağlayabilir. Klasik bilgisayarlardan binlerce kat hızlı çalışan kuantum çipler, çevreyi kirleten atıkları çok daha düşük maliyetlere değerli ve kalıcı yan ürünlere dönüştüren çözümler geliştirebilir. Ayrıca materyallerin ön üretim aşamalarında toksik veya kirletici olmalarını engelleyerek daha köklü çözümler de sunabilir.

Kuantum çipler, enzimlerin yani biyolojik süreçleri hızlandıran katalizörlerin geliştirilmesine de katkı sağlayacak. Çok değişkenli moleküler yapıda olduğu için günümüzde üretimi zor olan enzimler, gelecekte tarım ve sağlık alanında çok daha verimli kullanılabilecek. Sadece kuantum bilgisayarların yapabileceği doğru hesaplamalar sayesinde, tarımda verimliliği arttıran, kuraklık gibi zorlu koşullarda gıda üretimini mümkün kılan yeni yöntemler geliştirilmesi mümkün. Ayrıca yeni ilaçların bulunması, salgın hastalıklara, yeni virüslere karşı hızlı tedaviler geliştirilmesi yine kuantum hesaplamaları sayesinde mümkün olabilecek.

Kuantum girişimlerinin büyük yatırım fırsatları yaratacağını tahmin etmek zor değil. Ancak gelişmekte olan kuantum teknolojisinin ticarileşmesine uzun yıllar olduğunu hatırda tutmak gerek. Kuantum bilgisayarların sunacağı muazzam yenilikler, bilim ve endüstri için dönüm noktası olmanın ötesinde, geleceğin medeniyeti için temel yapıtaşlarına dönüşeceğe benziyor.

BİLİM TARİHİNİN ESRARENGİZ İSMİ: ETTORE MAJORANA

20’nci yüzyılın en parlak teorik fizikçilerinden biri sayılan Ettore Majorana kuantum mekaniği ve parçacık fiziğine yaptığı katkılarla halen bilim dünyasına ilham veren bir isim. Majorana’yı farklı kılan yalnızca dehası değil, bilim sahnesinden aniden silinmiş olması. Majorana ünlü fizikçi Enrico Fermi’nin Roma’daki ekibindeydi ve nötrinolar üzerine çalışmalarıyla adını duyurdu. Çığır açan keşfiyse ‘Majorana fermiyonları’ adlı egzotik parçacıkların varlığını öngörmesiydi. Fermi’nin makale olarak yayımlamasını önerdiği halde Majorana’nın kaleme almadığı bu teori, yıllar sonra kuantum bilgisayarlarının gelişimi için önemli bir temel oluşturacaktı. Makaleyi yazsaydı Nobel ödülü alacağına kesin gözüyle bakılıyor. Majorana’nın ortadan kaybolma hikâyesiyse tam bir sır perdesi... 1938’de Palermo’dan Napoli’ye gitmek için çıktığı gemi yolculuğundan geri dönmemiş. Kimileri onun inzivaya çekildiğini, kimileri kaçırıldığını, kimileriyse hayatına son verdiğini iddia etmiş. UFO’lar tarafından kaçırılma ihtimali de komplo teorileri arasına girmiş. Microsoft’un geliştirdiği kuantum çipinin Majorana 1 adını taşımasının sebebiyse çipin temelinde olan topolojik kubitlerin, Majorana’nın öngördüğü parçacıklarla doğrudan ilişkili olması.

GÜVENLİK BİRİMLERİNE FAYDA SAĞLAYABİLİR

Kuantum bilgisayarların savunma sanayisine ve güvenlik birimlerine her yönden fayda sağlama imkânı var.  ABD’de ulusal güvenlik açısından önemi olan çığır açıcı teknolojilere yatırım yapan federal ajans DARPA’nın (Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı) Microsoft’u önem seviyesi yüksek bir araştırma programına dahil etmesiyle birlikte, yeni kuantum çipinin önü açılmış ve Majorana 1’in geliştirilme süreci hızlanmış.