2024, kuantum teknolojileri açısından pek çok gelişmenin yaşandığı önemli bir yıl oldu. Hyperion Research tarafından yapılan araştırmaya göre, kuantum bilgisayar pazarı 2024 yılında 1 milyar dolarlık bir büyüklüğe ulaştı. Bu yazıda, öncelikle 2024 yılında kuantum bilgisayarlar açısından yaşanan gelişmelere göz atacağız. Sonrasında ise yazılım alanında öne çıkan yenilikleri ele alacağız.
2024’ün en çok ses getiren haberi şüphesiz ki Google’ın tanıttığı 105 kübitlik Willow çipi oldu. Google, Willow çipinin, en güçlü süper bilgisayar ile 10 septilyon yılda çözebilecek bir problemi yalnızca 5 dakikada çözebildiğini duyurdu. Bu gelişmenin arkasında Google’ın hata düzeltme alanında katettiği ilerleme yatıyor. Kuantum hata düzeltme, kuantum bilgisayarların daha büyük ve daha karmaşık hesaplamaları doğruluk oranı yüksek olarak gerçekleştirebilmesi için önemli bir adımdır. Google’ın yanı sıra, 2024 yılında QuEra, Alice & Bob ve Nord Quantique kuantum hata düzeltme alanında önemli yol katettiler.
Google’ın en büyük rakiplerinden IBM, 2023’te duyurduğu Heron çipinin artık 5000 adet iki kübitlik kapı içeren kuantum devreleri çalıştırabildiğini açıkladı. 2023’te bu çipi kullanarak yaptıkları 112 saatlik deneyi 2024 yılında 2,2 saatte tamamlayarak 50 kat hızlanma sağladıklarını duyurdular. Ayrıca, IBM Almanya’nın Ehringen kentinde Heron çipine de ev sahipliği yapan Avrupa’nın ilk kuantum veri merkezini kurdu.
Google ve IBM’in yanı sıra Alice & Bob, Infleqtion, IonQ, IQM, Pasqal, Quandela, Quantinuum, QuEra, Rigetti gibi pek çok şirket de kısa vadeli yol haritalarını açıkladı. PsiQuantum, 2027 yılında dünyanın ilk hata dayanıklı (fault tolerant) kuantum bilgisayarını üretmek üzere Avustralya hükümetinden 1 milyar dolarlık yatırım aldı. 2017’de kurulan kuantum yazılım girişimi Zapata ise 2024’te faaliyetlerine son verdi. Japonya Ulusal Fizik ve Kimya Araştırma ve Geliştirme Enstitüsü RIKEN, Japon Telgraf ve Telefon Şirketi NTT işbirliği ile dünyanın ilk genel amaçlı oda sıcaklığında çalışan optik kuantum bilgisayarını kamuoyuna duyurdu.
Tüm bu gelişmeler yaşanırken, güvenlik kaygısının da artmasıyla ABD Ticaret Bakanlığı, Mayıs ayında Çin’in önde gelen kuantum girişimlerinden biri olan QuantumCTek’e yönelik sıkı ihracat kontrolleri getirdi. Eylül 2024’te ise ABD Ticaret Bakanlığı’na bağlı Sanayi ve Güvenlik Bürosu (BIS), aralarında kuantum bilgisayarların da bulunduğu bazı ileri teknolojilere yönelik ihracat kontrollerini genişletti. Birleşik Krallık ve Kanada, 34 ve daha fazla kübite sahip kuantum bilgisayarlarının ihracatını yasaklarken, Fransa, İspanya ve Hollanda da benzer kararlar aldı.
Yine 2024 yılında, Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), yıllarca süren incelemelerin ardından, kuantum bilgisayarlarının saldırılarına karşı dayanıklı üç kuantum-sonrası şifreleme algoritması seçti: ML-KEM, ML-DSA ve SLH-DSA. NIST, bu yeni algoritmaların şifreleme sistemlerine entegrasyon sürecinin zaman alacağını belirtirken, şirketlere bir an önce bu algoritmaları kendi sistemlerine entegre etmelerini de öneriyor.
2024 Türkiye açısından da kuantum teknolojileri alanında önemli bir yıl oldu. Ağustos ayında Savunma Sanayi Bakanlığı (SSB) tarafından Türkiye Kuantum Teknolojileri Geliştirme Merkezi’nin kurulacağının duyurulmasının ardından, Kasım ayında TOBB ETÜ tarafından geliştirilen 5 kübite sahip Türkiye’nin ilk kuantum bilgisayarı QuanT tanıtıldı. Yine SSB tarafından Aralık ayında Türkiye’nin kuantum teknolojileri alanında yol haritasını belirlemek ve ülkedeki mevcut potansiyeli belirlemek üzere başlatılacak olan Kuantum Odak Teknoloji Ağı (OTAĞ) çalışmasının lansman toplantısı düzenlendi.
Yazılım tarafına bakılacak olursa, 2024 itibariyle IBM’in kuantum programlama kütüphanesi Qiskit’in hâlâ kuantum programlama alanında en çok kullanılan kütüphanelerden biri olduğunu söylenebilir. Ancak, 2024’te yayınlanan Qiskit SDK 1.0 sürümü, önceki sürümlerle büyük farklılıklar gösterdiğinden, birçok eğitim materyali ve kod kullanılamaz hale geldi. Sürümler arası farklılıklar, Qiskit kullanıcıları için geçiş sürecini zorlaştırdı. Açık kaynaklı ve herkesin, hatta giriş seviyesindeki kullanıcıların bile erişebileceği bir kütüphane olarak ortaya çıkan Qiskit, bu sayede geniş bir ekosistem oluşturdu. Ancak, yeni sürümle birlikte bu ekosistemi koruyup koruyamayacağı merak konusu. Qiskit ise bu yeni sürümle, özellikle kuantum bilgisayarlarda çalıştırıldığında daha yüksek performans sağlayan kuantum devreleri sunmayı hedefliyor.
IBM, yeni Qiskit sürümüyle, Kuantum Platformuna çeşitli yazılım araçları ekledi. Bunlar arasında: kuantum devrelerinin yapay zeka desteğiyle optimize edilmesini sağlayan Qiskit Transpiler Service, yapay zeka destekli kod geliştirme aracı Qiskit Code Assistant, kuantum programlarının uzaktan verimli bir şekilde çalıştırılmasına olanak sunan Qiskit Serverless ve Algorithmiq, Qedma, QunaSys, Q-CTRL ve Multiverse Computing tarafından sunulan çeşitli hizmetleri bir araya toplayan IBM Qiskit Functions Catalog yer alıyor. Ancak, bu hizmetler IBM’in premium planı kapsamında ücretli olarak sunulmaktadır.
Microsoft’un geliştirdiği bulut tabanlı kuantum bilişim platformu Azure Quantum*, 2023’te duyurduğu yapay zeka ve yüksek performanslı bilgisayarla desteklenen Azure Quantum Elements sistemine, 2024 yılında Generative Chemistry ve Accelerated DFT adlı iki yeni fonksiyon eklendiğini açıkladı. Bu araçlar, kuantum kimya alanında yeni moleküllerin keşfini ve simülasyon süreçlerini hızlandırarak, araştırma süreçlerinin daha verimli hale gelmesini hedefliyor. Ayrıca, Azure platformu üzerinden sunulan hata düzeltme sistemi sayesinde Quantinuum ve Atom şirketlerinin cihazlarında şimdiye kadar elde edilen en yüksek sayıda mantıksal kubitler (bir grup kubitin birlikte çalışarak oluşturduğu), daha az hata yapan ve daha güvenilir bir hesaplama birimi olarak biliniyor.
Bir diğer bulut platformu AWS Quantum**, 2024’te Quantum Embark programını duyurdu. Bu program, kuantum teknolojileri alanına adım atmak isteyen şirketlere bir yol haritası oluşturmak amacıyla tasarlandı. Program kapsamında, kullanım alanı keşfi, teknik destek, hazır bulunuşluk seviyesinin değerlendirilmesi gibi farklı modüllerle şirketlere destek sağlanması hedefleniyor. Almanya’nın Telekom operatörü Telefonica, finans şirketleri Westpac ve Vanguard, AWS ile işbirliği yapan şirketler arasında bulunuyor. Ayrıca, 2024’te NVIDIA’nın kuantum klasik hibrit hesaplama yapmaya olanak tanıyan CUDA Quantum kütüphanesi de AWS platformuna entegre edildi.
7 Haziran 2024’te Birleşmiş Milletler, 2025 yılını Dünya Kuantum Bilimi ve Teknolojileri Yılı olarak ilan etti. Bu kapsamda, 2025 yılında pek çok etkinlik düzenlenmesi ve artan ilgi ve yatırımlarla birlikte önemli gelişmelerin yaşanması bekleniyor. Eğer siz de bu alana adım atmak istiyorsanız, IBM, Womanium, QWorld gibi oluşumların sunduğu ücretsiz eğitimlerden faydalanabilirsiniz. Türkiye özelinde ise QTurkey tarafından düzenlenen etkinliklere ve atölyelere katılabilir, 2025 yılı boyunca Türkiye’de gerçekleştirilecek etkinliklerden haberdar olmak için https://kuantum2025.tr/ sayfasını takip edebilirsiniz.
*Microsoft tarafından geliştirilen, Microsoft Azure Quantum, kuantum donanım ve yazılım geliştiriciler için çözümler sunan, bulut tabanlı bir kuantum bilişim platformudur. Microsoft Azure Quantum aracılığı ile Quantinuum, IonQ ve Atom Computing gibi firmaların sunduğu donanımlar üzerinde kuantum uygulamalar çalıştırılabilir.
** AWS Quantum, Amazon Web Services (AWS) tarafından sunulan bulut tabanlı bir kuantum bilişim platformudur. Microsoft Azure Quantum’a benzer hizmetler sunar.
Yazar: Özlem Salehi Köken
Redaktör: Saim Egemen Yücel
Bilimsel Redaktör: Yasemin Poyraz Koçak
Görsel Kaynak
- ChatGPT
