Kuantum Bilgisayarlar Enerji Sistemlerinde Devrim Yaratacak

ANKARA (AA) - GÜLŞEN ÇAĞATAY - Kuantum bilgisayarların, yenilenebilir enerjinin yaygınlaşmasıyla ortaya çıkan şebeke dengesizliklerinin giderilmesi, elektrik sistemlerinin optimizasyonu, siber güvenliğin güçlendirilmesi ile enerji ve malzeme verimliliğinin artırılmasında daha fazla kullanılacağı öngörülüyor.

Kübitlerle Gelen Üstün Hesaplama Gücü

Kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarlardan farklı olarak bilgiyi bitler yerine "kübit"ler üzerinden işleyerek çok daha karmaşık hesaplamaları aynı anda yapabilen ileri düzey bilgi işlem sistemleri olarak öne çıkıyor.

Enerji Sektöründe Dönüştürücü Uygulamalar

Enerji sektöründe bu teknoloji, yenilenebilir enerji kaynaklarının üretim tahminlerinin daha doğru yapılması, elektrik şebekelerinde arz-talep dengesinin anlık olarak optimize edilmesi, elektrikli araçların şebekeye etkisinin yönetilmesi ve enerji altyapılarının daha verimli planlanması gibi alanlarda önemli avantajlar sağlıyor.

Ayrıca şebeke güvenliği ve siber tehditlere karşı daha güçlü şifreleme yöntemlerinin geliştirilmesine katkı sunan kuantum teknolojileri, enerji sistemlerinin verimliliğini ve güvenliğini artırma potansiyeli taşıyor.

Ekonomik Kayıpları Önleme Hedefi

Bu alanda başta gelişmiş ülkeler olmak üzere birçok ülkede pilot uygulama ve araştırma projeleri yürütülürken, söz konusu teknolojilerin hayata geçirilip yaygınlaşmasıyla enerji altyapılarında yaşanabilecek milyarlarca dolarlık ekonomik kayıpların önüne geçilmesi hedefleniyor.

Türkiye'nin Kuantum Hamlesi: QuanT Projesi

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesinde (TOBB ETÜ) yürütülen Türkiye'nin ilk yerli kuantum bilgisayarı QuanT Projesi'nin Yürütücüsü Prof. Dr. Ali Bozbey, kuantum teknolojilerine yönelik çalışmaları AA muhabirine değerlendirdi.

Kuantum bilgisayarının bulunduğu TOBB ETÜ'deki Süperiletken Kuantum Elektroniği Laboratuvarı'nın temellerinin 2008'de atıldığını belirten Bozbey, "Japonya'daki doktora sonrası araştırmalarımdan sonra TOBB ETÜ'de göreve başladım. O dönem TÜBİTAK ve çeşitli Kalkınma Bakanlığı projeleriyle mevcut altyapımızın aslında çekirdeğini oluşturmuştuk. 2022'de ASELSAN ve Savunma Sanayii Başkanlığı desteğiyle yeni altyapılar kazandık. Onlarla beraber de aslında kuantum elektroniği alanındaki çalışmalarımızı ilerletmiş olduk. Böylelikle geçen yıl Türkiye'nin ilk kuantum bilgisayarını ilan ettik." diye konuştu.

Küresel Yatırımlar ve Türkiye'nin Konumu

Bozbey, özellikle son dönemde kuantum çalışmalarının hızlandığını ve yatırımların arttığını anlattı.

Özellikle malzeme, ilaç, enerji ve savunma sektörlerinde yoğun olarak kuantum hesaplama alanında çalışmalar yapıldığına dikkati çeken Bozbey, "Dünya genelinde kuantum hesaplama alanında yapılan araştırma ve özel sektör yatırımları 50 milyar dolara ulaştı. Kendi kuantum bilgisayarını yapan ülke sayısı şu anda 10-15 civarında. Bu sayı artmaya devam ediyor. Biz de o ülkeler arasına girdik." ifadelerini kullandı.

Şebeke Dengesizliği ve Kuantum Çözümleri

Dünya genelinde yenilenebilir enerji sistemlerinin şebeke entegrasyonunun hızlandığını, bunun da belirli zorlukları beraberinde getirdiğini belirten Bozbey, şöyle devam etti:

"Güneş ya da rüzgar olduğunda elektrik üretiliyor. Kömür ya da doğal gaz santralleri gibi tahmin edilebilir üretim sistemi yok. Ayrıca elektrikli araçlardan gelen şebekeye dengesiz yük binme durumu var. Kuantum bilgisayarların gelişmesiyle beraber şifrelerin kırılması durumu da ortaya çıkıyor. Bu da aslında şebekelerde siber güvenlik sorunlarını ortaya çıkarıyor. Kuantum hesaplama teknolojileri bu 3 soruna çözüm bulabilecek potansiyelde. Yenilenebilirden gelen dengesizliğin tahminlenmesi, optimizasyonu, nerelere kurulması gerekir, nasıl kurulması gerekir gibi karmaşık problemlerin çözümlerinde kuantum bilgisayarlar önemli potansiyel teşkil ediyor ve bununla ilgili de gelişmiş ülkelerde çok sayıda proje yürütülüyor, pilot çalışmalar yapılıyor."

Klasik Bilgisayarların Sınırları ve Kuantumun Üstünlüğü

Elektrik şebekelerinin büyümesiyle klasik bilgisayarların süreci yönetemeyeceği durumların ortaya çıktığına işaret eden Bozbey, "İklim, o günkü hava şartları, ihtiyaçlar gibi çok karmaşık girdilerle beraber üretim ve şebeke planlamasının yapılabilmesi gerekiyor. Problemler, şebeke boyutları büyüdüğü zaman klasik bilgisayarların hatta klasik süper bilgisayarların çözemeyeceği ölçüye geliyor. Ancak kuantum bilgisayarlarının doğası gereği bu karmaşık problemler çok hızlı şekilde çözülebilir hale gelecek." ifadelerini kullandı.

Kuantum Çağında Siber Güvenlik

Bozbey, günlük hayatta kullanılan şifreleme yöntemlerinin klasik bilgisayarlara dayanıklılığı olduğunu ancak kuantum bilgisayarlarının gelişmesiyle enerji sektörü dahil birçok sektörde güvenlik açığı olabileceğini anlattı.

Klasik bilgisayarlarla binlerce yılda çözülebilecek şifreleme yöntemleri kullanıldığını vurgulayan Bozbey, "Kuantum bilgisayarlar bu anahtarları çözebilecek duruma geldiği zaman sadece elektrik şebekesi değil, finans sektörü, milli güvenlik açısından da kriptolu haberleşme, kuantuma dayanıklı kriptolu haberleşmeye geçilmesi gerekecek. Burada şebeke tarafında özellikle 2 türlü kriptolama yöntemi var. Birincisi kuantum anahtar dağıtım dediğimiz donanıma dayalı. Diğeri de kuantuma dayanıklı algoritmalar dediğimiz yazılıma dayalı. Bunların her ikisinin de elektrik şebekelerinde ve dağıtım sistemlerinde uygulamaları olacaktır." diye konuştu.

Gübre Üretiminden Bataryalara: Geniş Uygulama Alanı

Bozbey, kuantum hesaplamalı bilgisayarların uygulama alanlarının oldukça geniş olduğunu belirterek, gübre üretimine yönelik örnek bir çalışma da paylaştı.

Dünyadaki gübre üretimi sektörünün, doğal gazın yüzde 3'ünü harcadığı bilgisini paylaşan Bozbey, sözlerini şöyle tamamladı:

"Gübre üretimi yüksek enerji gerektiren bir sektör. Ancak doğal ortamda bakteriler gübreyi oda şartlarında çok da enerji harcamadan üretebiliyor. Araştırmacılar da bunu taklit eden, bu yöntemi kullanan teknikler geliştirmeye çalışıyorlar ama oradaki enzimin molekül yapısı henüz klasik bilgisayarlarda çözülemeyecek kadar karmaşık olduğu için önemli bir aşama kaydedilemedi. Bu noktada kuantum bilgisayarlar o molekülü çözebilecek kapasiteye geldiği zaman gübre üretiminde bile çok enerji verimli çıktılar, elde edilebilecek. Benzer şekilde fotovoltaik, güneş enerjisi hücrelerinde ve batarya teknolojilerinde de malzeme araştırmaları konusunda kuantum bilgisayarların önemli katkıları olacak."