Asya çağının biliminde Çin, açık ara önde
Her devrimcinin, çağının en ileri ve en yetkin bilimsel bilgisine sahip olması aydın olmanın temel koşuludur.
Çağdaş uygarlığın Asya’dan yükseldiğinin en güçlü kanıtlarından biri “Kuantum Hesaplama” teknolojisinde Çin’in gösterdiği parlak başarılardır. Atlantik Çağı’nı sona erdiren Asya Çağı’nın bilim ve teknolojisi, kuantum kuramı üzerinde yükseliyor.
KUANTUM HESAPLAMA NEDİR?
Kuantum bilimi ve teknolojisi, maddenin fiziksel özelliklerinin atom parçacıkları ölçeğinde incelenmesi ve uygulanmasıdır. Kuantum fiziğinin temel teorisi kuantum mekaniğidir ve kuantum fiziğinin mevcut üç ana uygulaması kuantum iletişimi, kuantum hesaplama ve kuantum kesinlik ölçümüdür.
Bu yazımızda kuantum bilgisayarlar üzerinde duracağız. Kırk yıl önce Amerikalı fizikçi Richard Feynman’ın basit bir önermesiyle başlayan kuantum bilgisayarlar yeni bir çığır açtı.
Bir kuantum bilgisayarın, en güçlü süper bilgisayarın bile makul bir sürede çözemeyeceği bir sorunu çözebildiği noktaya kuantum üstünlüğü deniyor. Kuantum bilgisayarların bilgi işlem gücü, kübit sayısı arttıkça katlanarak artırılıyor.
Süper iletken kuantum bilgisayarlar, 1 ve 0 değerlerini bir üst aşamaya çıkartarak fiziksel sınırları atlayabiliyor. Çünkü aşırı düşük sıcaklıklarda, maddenin fiziksel özellikleri önemli değişikliklere uğruyor. Süper iletken kuantum bilgisayarlar, geleneksel bilgisayarların karşılaştığı işleme engelleriyle sınırlı olmayan kübitler (kuantum bitleri) oluşturmak için bu değişikliklerden yararlanıyor.
Kübit'ler aynı anda hem 1 hem de 0 olabilir. Kuantum teknolojisi, bilgi işlemi son derece hızlandırmayı, halihazırda kırılmaz kodların şifresini çözmeyi, yapay zeka ve makine öğrenimini yeni zirvelere taşımayı ve tamamen yeni malzemeler, kimyasallar ve ilaçlar tasarlamayı mümkün kılıyor. Güçlü bir kuantum bilgisayar, teorik olarak e-postaları ve İnternet işlemlerini güvence altına almak için kullanılan şifrelerin çoğunu kırabilir.
Google 2019’da, rastgele bir matematiksel hesaplamayı 200 saniyede çözmek için Sycamore adlı 53-bitlik bir işlemci kullanarak bu dönüm noktasına ulaştığını iddia etti. Nature dergisinde yayınlanan bir araştırmaya göre, aynı problem dünyanın en güçlü süper bilgisayarı olan Summit'in 10.000 yılını alacaktı.
Ancak Summit'in yaratıcısı IBM, Google'ın bulgularına meydan okudu ve 2,5 gün içinde bir çözüm bulabileceğini söyledi. (1)
30 TRİLYON YILI BİR MİLİ SANİYEYE DÜŞÜREN TEKNOLOJİ
2020 yılı Ekim ayında Çinli bir ekip, ışın tabanlı “Jiuzhang 2” işlemcisinin, geleneksel bir bilgisayarın 30 trilyon yılda yapacağı bir görevi bir milisaniyede tamamlayabileceğini bildirdi. Bu buluş, kuantum teknolojisinde bir sıçramaya işaret ediyordu. Işın tabanlı kuantum işlemcisinin en yüksek hızı sağladığını gösterdi.
Bu olağanüstü hızlı işlemci, Çin Bilimler Akademisi’nin “Kuantum Bilgisi ve Kuantum Fiziğinde Mükemmellik Merkezi”nden bir grup araştırmacı tarafından, Şanghay Teknik Fizik Enstitüsü ve Şanghay Mikrosistem ve Bilgi Teknolojisi Enstitüsü ile birlikte geliştirildi. Dünyanın bilim kurumları ve orduları, kuantum hesaplamanınverdiği umudu gerçeğe dönüştürmek için kıran kırana bir savaş yürütüyor ve milyarlarca dolar harcıyorlar.
Çin, son yıllarda birkaç önemli ilerleme kaydetti. 2020'de, Çin'in önde gelen kuantum bilgi işlem bilgini Prof. Dr. Pan Jianwei'nin çalıştığı Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, kuantum temelli Micius uydusunu kullanarak, iki yer istasyonu arasında ultra güvenli bir veri bağlantısı oluşturdu. 1000 km’den uzak bir mesafede ilk uzay tabanlı kuantum iletişimini gerçekleştirdi. Kuantum haberleşmedeki iletişim modu, kırılamıyor. Onları engellemeye yönelik herhangi bir girişim, bu durumu bozar ve bir dinleyicinin varlığına işaret eder.
PENTAGON UYARIYOR: ÇİN ÖNE GEÇTİ
ABD Savunma Bakanlığı’nın medya kuruluşlarından olan www.defenseone.com’un 14 Nisan tarihli bülteninde şu uyarıcı başlıkla bir yorum yayınlandı: “Çin, pratik kuantum hesaplama yarışında liderliği almış olabilir!” (2)
Pentagon’un önde gelen iki bilişim teknolojileri uzmanının kaleme aldığı yorumda, kuantum bilgisayarların gelişmesi konusunda önemli bilgiler veriliyor. Pentagon uzmanlarına göre, Çin’in bu alanda birbirini izleyen parlak başarıları, Pekin'in kuantum hesaplama araştırmalarına verdiği önemden kaynaklanıyor. Çin'in bu alana 10 milyar dolar yatırım yaptığı bildiriliyor. Çin ulusal Ar-Ge harcamalarını geçen yıl yüzde 7 artırmıştı.
Diğer ülkeler ise Çin’e yetişmek için çabalıyor. ABD hükümeti ise 2018'de yeni ulusal strateji kapsamında kuantum hesaplama araştırmalarına 1,2 milyar dolar ayırdı. Geçen yıl ABD Senatosu, Ulusal Bilim Vakfı'nda “Teknoloji ve Yenilikçilik Müdürlüğü” oluşturmak için bir yasa tasarısını onayladı. Ve federal bütçeden 2022'den 2026'ya kadar kuantum hesaplama ve yapay zekâ araştırmaları için 29 milyar dolar tahsisat eklendi. Ancak henüz yasalaşmadı.
2018'de NASA, yer istasyonları arasında güvenli iletişim sağlamak için Uluslararası Uzay İstasyonundaki lazerleri kullanacak bir Ulusal Uzay Kuantum Laboratuvarı'nın geliştirmeye başladı. Avrupa'da, 1 milyar Euro'luk “Kuantum Amiral Gemisi” projesi kapsamında “Kuantum İnternet İttifakı” hızlandırmaya çalışıyor. Diğer yandan, İngiltere ve Singapur arasındaki ortak bir ekip, gelecek yıl kendi kuantum iletişim uydusunu başlatmaya yönelik hızlı ilerleme kaydediyor. Japonya ve Hindistan da bu tür çalışmaların peşinde.
Pentagon, NASA, AB bu çabalar için birbirini itelerken, Çin'deki bazı bankalar, 2017'de kurulan Pekin, Jinan, Hefei ve Şanghay'ı birbirine bağlayan 2.000 kilometrelik bir kuantum iletişim hattı olan Jing-Hu Trunk Hattı boyunca ultra güvenli işlemler yapıyorlar. (3)
ÇİN KUANTUM PATENTLERİNDE BİRİNCİ SIRADA
Çinli araştırmacılar, şirketler ve enstitüler, kuantum teknolojisinde artık ABD'den daha fazla patente sahipler. Ancak ABD şirketleri kuantum hesaplama patentlerinde liderliğini sürdürüyor. Ve elbette, Çin daha karmaşık bir kuantum ağına sahip ve şimdi en iyi iki kuantum bilgisayarı üretti.
Kuantum hesaplamanın yaratacağı büyük kazançları görmek için hala birkaç yılımız daha bulunuyor. Şu anda, çoğu kuantum bilgisayar, yaklaşık 50 kübit ile tutarlı bir şekilde çalışabilir. Kuantum hesaplamanın kod kırmadaki tam potansiyelini göstermesi için, binlerce kübitlik bilgisayarlar gerekiyor. Bu yönde ilerlemeler kaydediliyor. IBM 2020 yılı Kasım ayında 127 kübitlik süper iletken bir kuantum bilgisayar ürettiğini, bu yıl 400 kübitlik bir işlemciyi piyasaya sürmeyi planladığını ve 2023'te 1.000 kübitlik bir işlemci üretmeyi hedeflediğini duyurdu.
Kendini yalnızca kuantum bilgi bilimine adamış olan Çin’in fırlattığı Micius uydusu, fiziğin sınırlarındaki rekabette Çin’in liderliğini temsil ediyor.
Prof. Dr. Pan Jianwei, ekibinin bir sonraki büyük görevinin, Dünya yüzeyinin 10.000 kilometre üzerinde, daha yüksek bir yörüngede bir kuantum uydusu yerleştirmek ve işletmek olduğunu söylüyor. Bu projenin, beş yıl kadar kısa bir sürede hayata geçebileceğini tahmin ediyor. Bir uydu, bu kadar büyük yüksekliklerden, birbirinden çok daha uzaktaki yer istasyonları arasında daha sık iletişimi kolaylaştırabilir. Ayrıca, yeni uydunun, aralarında 10.000 kilometre olan iki yer istasyonu arasında dolaşıklığa dayalı kuantum anahtar dağıtımı gerçekleştirebileceğini ve yeni Micius çalışmasındaki mesafeyi bir büyüklük sırasına göre aşacağını tahmin ediyor.
PROF. DR. PAN JIANWEI KİMDİR?
1970 Mart doğumlu fizik profesörü Pan Jianwei, doktora derecesini 1999 yılında Viyana Üniversitesi'nden aldı. 2011 yılında Çin Bilimler Akademisi (CAS) akademisyeni seçildi. 2011 yılında kuantum bilim deneyleri uydusunun baş bilimcisi olarak atandı. 2014 yılında CAS Kuantum Bilgi ve Kuantum Fiziği Mükemmeliyet Merkezi'nin direktörlüğüne atandı.
Prof. Pan Jianwei’nin araştırması kuantum bilgi bilimine ve kuantumun temellerine odaklanıyor. Kuantum iletişimi ve çoklu foton dolaşıklığı manipülasyonu konusundaki sayısız ilerlemesi nedeniyle, kuantum bilgi bilimi, son yıllarda Çin'de en hızlı gelişen fizik bilimi alanlarından biri haline geldi.
Kuantum bilgisi ve kuantum iletişimi alanındaki çalışmaları, Nature, Science dergileri American Physical Society ve Institute of Physics tarafından defalarca övüldü. Çalışmaları Çin’de ise on bir kere “Çin'deki İlk On Yıllık Bilimsel ve Teknolojik Gelişme” olarak seçildi.
Prof. Pan, önümüzdeki 15 yıl için iki stratejik hedefini açıkladı: Birincisi, büyük ölçekli bir kuantum iletişim ağı kurmak, bunu ulusal savunma, devlet işleri, finans ve enerji alanlarında vb. uygulamak, klasik iletişim ağıyla kusursuz bir bağlantı kurmak ve bilgi güvenli ulusal ekosistemi kurmak. Diğeri ise, büyük ölçekli kuantum sisteminin verimlilik problemini etkin bir şekilde çözmek, ölçeklenebilir bir kuantum ağı oluşturmak, klasik bilgisayarların belirli problemlerin üstesinden gelme kapasitesini kapsamlı bir şekilde aşmak, kuantum hassas ölçümünün uygulanmasını sağlamak. (4)
XI JINPING: KUANTUM TEKNOLOJİSİ KRİTİK ÖNEMDE
Çin Komünist Partisi Merkez Komitesi Siyasi Bürosunun 17 Ekim 2020 günü düzenlenen bir grup çalışma toplantısında, Çin Devlet Başkanı Xi Jinping, yeni bilim-teknoloji ve sanayi devrimi için kuantum bilimi ve teknolojisinin ön planda olduğunu söyledi. Çin'in bu alanda temel araştırma, yenilik, yetenek eğitimi ve ticarileştirme için uygun bir ortamı teşvik etmek amacıyla daha stratejik planlama, destekleyici politikalar ve yatırım ile kuantum bilimi ve teknolojisinin gelişimini ilerleteceğini vurguladı.
Xi, bununla birlikte, Çin'in kuantum bilim ve teknoloji geliştirmesinin hala birçok zayıf bağlantısı olduğunu ve birçok zorlukla karşı karşıya olduğunu belirterek, uluslararası risklere ve zorluklara cevap verme yeteneğini geliştirmek için, bağımsız yenileşme yolunu takip etme, temel çekirdek teknolojilerde atılımlar yapma, endüstriyel ve tedarik zincirlerinin güvenliğini sağlama ve geliştirme çabalarını artırma çağrısında bulundu.
Xi, kuantum bilimi ve teknolojisinde daha fazla stratejik planlama gerektiğin belirtti, politika desteği verilmesini ve yatırım yapılmasını istedi. Çin Devlet Başkanı “bilim insanlarına daha fazla kaynak aktarılması ve özerklik verilmesi ile uluslararası işbirliğinin güçlendirilmesi de bu alanın gelişimi için önemlidir." dedi. (5)
SONUÇ: ÇİN’DEKİ BİLİMİ ALACAĞIZ, GELİŞTİRECEĞİZ
Bilimsel gelişmeler, insanlığın yeni bir çağa girmesini zorunlu kılar. Bugünün bilimin gelişmesinin önündeki en büyük engel Atlantik emperyalizmidir. Bilimin gelişmesi için dahi Amerikan hegemonyasının sona erdirilmesi bir zorunluluktur. İnsanlığın yeni çağı ise bilimsel ilerlemeye ivme katar. Çin’in bilim ve teknolojideki başarıları, Asya’dan yükselen uygarlığın insanlığın sorunlarını çözebilme yeteneğinin de göstergesi.
Büyük devrimci peygamberimiz Hazreti Muhammed’in dediği gibi yapacağız. “İlim Çin’de ise gidip alacağız.” Alıp geliştireceğiz!
3. https://news.cgtn.com/news/3d4d6a4e 31494464776c6d636a4e6e62684a4856/share_p.html