Kuantum Bilgisayarların Yükselişi: Geleceği Şekillendiren Teknoloji
Teknolojinin evrimi, kuantum bilgisayarların gelişimiyle birlikte yeni bir aşamaya geçiyor. Bu bilgisayarlar, dijital sistemlerimizi köklü bir şekilde değiştirme potansiyeline sahip. Mevcut şifreleme sistemlerinin, bu yeni teknoloji karşısında nasıl bir dayanıklılık göstereceği, en çok tartışılan konulardan biri. Bilim insanlarının tahminlerine göre, kuantum bilgisayarlar önümüzdeki 25 yıl içinde geliştirilerek, mevcut şifrelerin tamamını kırma yeteneğine sahip olacaklar.
Peki, kuantum bilgisayarlar bu muazzam gücü nasıl elde edecek? Klasik şifreleri kırma potansiyeli ne kadar yüksek? Kırılamaz şifreler kimler için avantaj sağlayacak? Devletler, bu duruma karşı hangi önlemleri alabilir?
Kuantum Bilgisayarların Çalışma Prensibi
Kuantum Bilgisayar, Mantığa Aykırı İşlemler Yapabiliyor
Geleneksel bilgisayarlar, fizik ve mantık yasalarına dayanarak belirli bir işlem şemasında çalışır. Mevcut bilgisayarlar klasik fizik ve ikili mantık sistemleri ile çalışırken, kuantum bilgisayarlar kuantum fiziği ve klasik olmayan mantık sistemlerine göre işlem yapmaktadır. Bu sebeple, kuantum teknolojileri; süperpozisyon, dolanıklık, kesinsizlik ve gözlemci etkisi gibi alışılmadık ve mantığımıza aykırı özellikler taşımaktadır.
Kuantum Paralel Hesaplama: Olağanüstü Hız
Kuantum Paralel Hesaplama: Kendini Klonlamış Makineler Gibi
Klasik bilgisayarlar işlemleri sıralı bir şekilde gerçekleştirirken, kuantum bilgisayarlar dolanık kübit süperpozisyonları sayesinde adeta kendilerini klonlayarak birden fazla hesaplama işlemini eş zamanlı olarak gerçekleştirebilir. Bu paralel hesaplama özelliği, kuantum bilgisayarları olağanüstü hızlı hale getirir. Örneğin, 100 kübitli bir kuantum bilgisayar, 2100 farklı durumu aynı anda işleyebilir. Bu, trilyonlarca katrilyon işlem anlamına gelir ve klasik süper bilgisayarların 40 bin yıl sürecek bir iş yükünü birkaç saniyede tamamlamasını sağlar.
Örneğin, birçok kapınız olduğunu varsayalım ve yalnızca birinin açık olduğunu bulmanız gerekiyor. Klasik bilgisayar, açık kapıyı bulana kadar her kapıyı teker teker denerken, kuantum bilgisayar aynı anda birden fazla kapıyı deneyebilir.
Kuantum Işınlama: Anlık İletişim
Kuantum Işınlama: Uzak Mesafelerde İletişim Mümkün
Dolanıklık, milyonlarca kilometre uzaklıktaki kuantum bilgisayarlar arasında sinyal iletimi olmaksızın bilgi aktarımını mümkün kılar. Bu olaya kuantum ışınlama denir. Dolanık kübitler aracılığıyla, kuantum bilişim ekosistemindeki tüm bilgisayarlar tek bir dev organizma gibi çalışabilir ve derin evrenin uzak bölgeleriyle anlık iletişim kurma yeteneği kazanır.
Kuantum Bilgisayarların Gelişimi
Kuantum Bilgisayarlar Ne Zaman Gelecek?
Bu alandaki araştırmalar yaklaşık 40 yıl öncesine dayanıyor. Ancak ilk kuantum çipi, 2009 yılında NIST tarafından üretildi. John Preskill, 2012 yılında kuantum üstünlüğü terimini kullanarak, birkaç on yıl içinde 158 milyon kat daha hızlı ilk kuantum bilgisayarların inşa edileceğini öngördü.
Google ve IBM Arasındaki Yarış
Google ve IBM Arasında Bir Yarış: Kuantum Üstünlüğü
Kuantum bilgisayar üretimi, günümüzün en büyük teknolojik meydan okumalarından biri haline gelmiştir. Kuantum bilgisayarların inşası, çözülemeyen veya yavaş çözülebilen problemler karşısında klasik süper bilgisayarları geride bırakacak bir üstünlük elde etmek anlamına gelir. Google, 2019 yılında Sycamore adlı kuantum bilgisayarıyla, klasik süper bilgisayarların 10 bin yıl sürecek bir işlemi 200 saniyede tamamladığını duyurdu. Geçtiğimiz yıl IBM, Eagle adlı kuantum bilgisayarıyla 100+ kübit ölçeğinde doğru sonuçlar elde etti. Microsoft ise “saniyede bir milyon kuantum işlemi” gerçekleştirebilen Quantum Leap adlı bilgisayarını önümüzdeki 10 yıl içinde geliştirmeyi planladığını açıkladı.
IBM ve Google’ın elde ettiği başarılar, kuantum hesaplama endüstrisinin post-klasik bir döneme girdiğine işaret ediyor. Kuantum bilgisayarların en çarpıcı uygulama alanı, dijital dünyada güvenli bir şekilde gezinmeyi sağlayacak kırılmaz şifreler üretme potansiyelidir.
Kırılmaz Şifreler: Güvenliğin Geleceği
Kırılmaz Şifreler: Kopyalama Yasağı ve Kuantum Silgi
Heisenberg’in kesinsizlik ilkesi gereği, belirlenmemiş kuantum durumlarını kopyalamak imkansızdır; bu durum, kopyalama yasağı teoremi olarak bilinir. Kuantum bilgi işlemde, ölçüm zorunluluğu vardır. Korsan müdahaleleri, kübit süperpozisyonlarını çökertir ve sistemdeki bilgiyi yok eder. Bu olaya kuantum silgi denir. Bu iki ilkeye dayalı olarak üretilen kuantum şifreler, gönderici ve alıcıdan habersiz olarak kuantum enformasyon setinin içini görmeyi imkansız hale getirir.
Dijital İstila ve Kırılamaz Şifreler
Bazıları Dijital İstila ile Karşılaşacak
Kırılamaz şifreler, şifre koyucular ile şifre kırıcılar arasındaki siber savaşın sonunu getirebilir. Bu şifreler, onları geliştiren teknoloji devleri için siber güvenliği garanti altına alacak ama aynı zamanda tüm klasik şifreleri de kırabilecek. Kuantum bilgisayarına sahip olmayan şirketler ve devletler, geniş çaplı bir dijital istilaya maruz kalabilir.
Klasik Şifreleri Kırmak İmkansız Değil, Sadece Zaman Alır
Modern iletişim ve dijital altyapımızın çoğu, çevrimiçi alışverişten bankacılık işlemlerine, kişisel verilere ve hükümet sistemlerine kadar klasik tekniklerle şifrelenmiştir. Klasik şifrelere duyulan güven, onları kırma süresinin uzunluğuna bağlıdır. Klasik şifreler, prensip olarak çözülemez değildir, sadece bu işlem uzun zaman alır. Örneğin, 2024 yılında oluşturulan bir klasik şifre 100 bin yıl sonra kırılabilecekse, bu şifre yeterince güvenilir kabul edilir. Ancak kuantum bilgisayarlar için bu süre birkaç saniye alacaktır.
Bütün Klasik Şifreler Kolayca Kırılacak
Kuantum algoritmaları, her türlü klasik şifreleme sistemini kolayca kırabilecek güçtedir. Mevcut dijital güvenlik duvarlarımız, kuantum siber saldırılar karşısında etkisiz hale gelecektir. Kişisel veriler, şirketler, banka hesapları, hükümet savunma sistemleri ve hatta Bitcoin cüzdanları korumasız kalacaktır. Ancak kuantum bilişim ekosisteminde yer alanlar bu durumdan etkilenmeyeceklerdir.
Acele Önlemler Alınmalı
Harekete Geçin Çağrısı: Önlem Alınmazsa Zarar Devasa Olacak
Analizler, post-kuantum döneminde güvenlik önlemleri zamanında geliştirilmezse, o günkü internetin değil, bugünkü internet mirasının da zarar göreceğini göstermektedir. Kuantum hesaplamanın şifre kırma gücü, bazı kötü niyetli devletleri ve şirketleri harekete geçirmiş olabilir. Sektör liderleri, kuantum korsanlık tehdidine karşı güvenlik duvarlarını güçlendirmeleri için yetkililere “harekete geçme çağrısında” bulunuyor.
Şimdi Topla, Sonra Çöz Saldırıları: Kuantum Siber Korsanlık Türü
Kötü niyetli bazı ülkelerin, şirketlerin ve siber korsanların kuantum bilgisayarların potansiyelini dikkate alarak mevcut şifrelenmiş verileri depoladığı düşünülmektedir. Korsanlar, bu verileri kuantum bilgisayar kullanarak çözmeyi planlıyorlar. “Şimdi topla, sonra çöz!” olarak adlandırılan kuantum siber korsanlık tehdidi, gizli hükümet verileri için ciddi bir endişe kaynağı haline gelmiştir. ABD hükümeti, şifrelenmiş veri topladığından şüphelendiği ülkelerle mevcut güvenlik kayıtlarını korumak için alternatif önlemler üzerinde çalışıyor.
Alınan Önlemler ve Gelecek Perspektifi
Ne Tür Önlemler Alınıyor?
Kuantum bilgisayarların oluşturduğu tehdidin büyüklüğü, durumu acil ve ivedi hale getirmektedir. İlk acil görev, iletişim kanallarında akan devasa miktardaki şifrelenmiş veriyi koruma altına almakla ilgilidir. İkinci olarak, geleneksel hesaplamadan farklı bir altyapı, özel çipler, yeni tür sensörler, kuantum cihazları ve benzersiz yazılımlardan oluşan bir kuantum bilişim ekosistemi inşa edilmelidir. Hükümet yetkilileri, post-kuantum dönemine geçmeden önce önlem alabilenlerin küresel rekabette avantaj elde edeceğinin bilincindedir.
ABD, Kuantum Korsanlığını Ciddiye Alıyor
Önümüzdeki 10 yıl içinde klasik şifreleme sistemlerinin kırılabileceği öngörüsü doğrultusunda, ABD 2018 yılında Ulusal Kuantum Girişim Yasası’nı çıkarmış ve kuantum teknolojileri için federal düzeyde bir koordinasyon ofisi kurmuştur. Kuantum korsanlık riskine karşı AR-GE çalışmalarında kullanılmak üzere 1,2 milyar dolar tahsis edilmiştir. 2022 yılında yayınlanan Ulusal Güvenlik Muhtırası, kuantum bilişimde ABD liderliğini teşvik etmeyi ve savunmasız şifreleme sistemlerine yönelik riskleri azaltmayı amaçlamaktadır. Tüm federal kurumların başkanlarına, kuantum korsanlığa karşı hassas verileri işaretleme ve sistem açıklarının envanterini çıkarmaları talimatı verilmiştir.
Geleceğin Teknolojik Gücü: Kuantum Bilgisayarlar
Teknoloji Devleri, Ulus Devletlere Karşı Orantısız Bir Güce Ulaşabilir
Kuantum bilgisayar teknolojisini geliştiren ilk kuruluş, mevcut iletişim akışını yönetebileceği “post-kuantum” dönemini başlatma fırsatına sahip olacaktır. Kuantum teknolojilerine devletlerden önce büyük teknoloji şirketlerinin ulaşması muhtemeldir ve bu durum, küresel liderlik konusunda önemli bir avantaja dönüşebilir. Tekno-devler, platform gücü, altyapı egemenliği, büyük veri stokları ve ağ iktidarını ellerinde bulunduruyorlar. Bu güç yoğunlaşması ve küçük şirketleri bünyelerine katma eğilimleri göz önüne alındığında, kuantum üstünlüğü elde etmeleri durumunda ulus devletler aleyhine dengesizlik yaratabilir. Birleşmiş Milletler ve yerel devletler, bu tür bir duruma karşı boyun eğmek zorunda kalabilirler.
Kuantum Uçuruma Doğru Adım Adım
Kuantum Uçurumu: Yeni Toplumsal Bölünme
Bu gelişmeler, “kuantum uçurum” olarak adlandırılan yeni bir toplumsal bölünmeyi ortaya çıkarabilir. Kuantum bilgisayarlara sahip olan ülkeler, bu teknolojiye sahip olmayanları dijital müstemleke haline dönüştürebilecek bir üstünlük elde edebilir. Bu durum, dijital uçurumun radikal biçimde derinleşmesine yol açabilir ve BM’nin yanı sıra Avrupa Birliği’nin müttefikleri üzerindeki etkisini önemli ölçüde zayıflatabilir.
Türkiye’nin Kuantum Teknolojisi Yatırımları
Türkiye Ne Yapabilir?
Türkiye, siber saldırılardan korunmak ve savunma sistemlerini güçlendirmek için kuantum teknolojisine acilen yatırım yapmak zorundadır. 2050’li yıllara doğru dünya sahnesinde söz sahibi olma iddiasını sürdürebilmesi, bu yatırımlara bağlıdır. Bu nedenle, bir kuantum bilgisayar araştırma merkezi kurma fikrini değerlendirebilir. Fakat, aktif AR-GE altyapısının bu yarışı tamamlaması veya kazanması pek mümkün görünmemektedir. Bu nedenle, 1995’teki GENOM Projesi ve CERN gibi uluslararası girişimlere katılmayı düşünebilir. Türkiye, bu tür bir girişimle birlikte Google, IBM veya Çin gibi teknoloji devlerinin yanında yer alarak kuantum siber koruma kalkanı altında güvenliğini sağlayabilir.
KAYNAK: HABER7
