Soğuk Savaş dönemindeki mücadelenin sivil hayata kazandırdığı bir yenilik internet. İlk olarak ABD savunma sistemi içerisinde ilgili birimlerin birbiriyle etkin ve hızlı bir şekilde iletişim içinde bulunması için geliştirilmiş ARPA projesinin bir ürünü olarak ortaya çıktı. Sonra ise sivil hayata ve ekonomik sisteme entegre edilip geliştirilerek bütün dünyaya yayıldı.
Fakat bütün bu gelişmeye karşın veri trafiğini sağlayan internet altyapısında radikal denecek temelden bir değişikliğe gidilmedi. Bilgi 1 veya 0 değerlerinden birini içeren en küçük bellek ölçüm birimi baytlar üzerinden akıp gitmeye devam ediyor. Dinleme skandalları ve sürekli artan siber saldırılarla hızla ulaşılabilir veri kadar internet güvenliği, dinlemelerin önlenmesi, kişisel mahremiyet giderek daha önem kazanır, daha seslendirilir hale geldi.
Bu durum yeni bir internet altyapısı üzerine düşünmeyi gerekli kılıyor. Ve son yıllarda kuantum bilgisayarlar ve kuantum internet bir alternatif olarak öne çıkıyor. Kuantum internet adını kuantum fiziğinden yani atom-altı parçacıklar düzeyini inceleyen ve bu düzeydeki fizik kanunlarını ortaya koyan bilim dalından alıyor. Kuantum düzeyinde atom-altı parçacık olan fotonların bilgi taşıyıcı özelliği bilim insanlarını fotonlar üzerinden bilgiyi transfer eden yeni teknolojik araştırmalara itiyor.
Özellikle de "dolaşık fotonlar" bu teknolojinin geliştirilmesine yönelik girişimlerde önemli bir rol üstleniyor. Bu fotonların özelliği ise birbirlerinden kilometrelerce uzaklıkta olsalar dahi aynı anda eş zamanlı olarak birbirlerini uyarabilmeleri. Bu uyarılma bildiğimiz anlamda yani bir bilginin bir yerden bir başka yere belirli bir hızla akması olarak bir transfer şeklinde gerçekleşmiyor. Şaşırtıcı bir şekilde atom üstü düzeyde geçerli olan Newton kanunlarından bağımsız olarak, birbirinden uzaklaştırılan bu fotonlardan biri dışarıdan bir etkiyle uyarıldığında kelimenin tam anlamıyla eş zamanlı olarak diğeri de tepki veriyor.
"Yol kazaları" sıfıra inecek
Fotonların bu özelliği de, bildiğimiz anlamda bir transfer gerçekleşmediğinden, kuantum prensiplerinden hareketle bir internet ağı hayata geçirildiğinde siber casusluk ve dinlemenin yoğunlaştığı bir dönemde herhangi bir "yol kazasının" oluşma ihtimalini neredeyse sıfıra indirmiş olacak.
Bilgi taşıyabilen fotonların bir diğer özelliği ise kuantum düzeyinde "süperpozisyon" prensibi dolayısıyla iki farklı seçeneği (hem 1'i hem de 0'ı) eş zamanlı olarak içinde barındırması ve bilgilerin daha sağlam olarak şifrelenmesini sağlayacak olasılıkları çoğaltması. Bu yüzden güvenlik açısından şifrelemenin öneminin hayati bir noktaya vardığı günümüzde veri transferinde 1 veya 0 değerlerini taşıyan bayt sistemi yerine 1 ve 0 değerlerini eş zamanlı olarak taşıyabilen "kubayt"lar (kuantum bayt) önemli bir alternatif olarak düşünülüyor.
Dünyanın çeşitli yerlerinde kuantum bilgisayarlar yapma ve kuantum mekaniğine dayanan internet ağı oluşturma çalışmaları hız kazandı. Örneğin bu yöndeki bilimsel çalışmalara yoğun mesai harcayan Çin'de Tsinghua Üniversitesi bir kuantum bilgisayardan bir başka kuantum bilgisayara bilgi aktarılmasını sağlayacak ve kurulacak bir ağda veri trafiğini düzenleyebilecek dünyanın ilk kuantum yönlendiricisini (router) yaptığını açıkladı.
Klasik bilgisayarlar verili bir zaman dilimi içinde sadece belirli bir değeri barındırabilirken "süperpozisyon" prensibi sayesinde çok sayıda eş zamanlı veriyi içinde barındırabilen kuantum bilgisayarlarla dolu bir dünya inşa etmek istiyorsak, aynı zamanda bu kuantum verinin bir bilgisayardan diğerine transferini gerçekleştirmek için bir yol geliştirmeye muhtacız. İşte Çin'deki Tsinghua Üniversitesi'nin bu kuantum veri trafiğini yönetmek üzere geliştirdiği dünyanın bu ilk kuantum yönlendiricisi (router) bu ihtiyaca cevap verecek bir ilk adım. ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'ne (NIST) göre geliştirilen Çin malı bu router, kuantum internet ağı oluşturma çabalarının sürdürülmesi ve arttırılması için önemli bir sebep.
Alman araştırmacılar kuantum prensibine dayalı şifreleme anahtarlarının kusursuz ölçüde güvenli şifrelemelerin yapılabilmesini sağlayacağını söylüyorlar. Kuantum bilgi iletişim sistemleri, dayandığı kuantum mekaniği sayesinde akıllı algoritmalar yoluyla kodları kırılabilen klasik sistemler karşısında güvenli internet altyapısı oluşturma açısından önemli bir avantaj yakalıyor. Zira üçüncü şahıslar fotonlar ile taşınan bilgiye ulaşsa dahi bilgi değişip dönüşüyor ve bozuluyor.
Çin tarafından yapılan siber saldırılardan muzdarip ABD'de de MIT Teknoloji raporuna göre, New Mexico'daki Los Alamos Ulusal Laboratuvarlarında iki buçuk yıldır "kuantum internet" test ediliyor. Bu laboratuvarın yaklaşımı bir merkezi istasyon etrafında toplanan bir kuantum ağı oluşturmak. Bilgi bu ağın herhangi bir noktasından bir diğer noktasına bu istasyonu geçerek gidiyor. Laboratuvar ekibinin başı Richard Hughes "Gelecekte bilgi bu ağ ile akıllı telefon ya da tabletler üzerinden taşınabilir" diyor.
Bu gelişmelerle gündelik hayata sokulacak teknolojik altyapılar kuantum fiziğini sokaktaki insanların gözünde sadece "çatlak birkaç bilim adamının" uğraştığı hayattan oldukça uzak teorik çalışmalar olarak görülmekten, kuantum kavramını da sadece kişisel gelişimcilerin dillendirdiği bir tabir olmaktan kurtaracak gibi.
"Bayt"tan "kubayt"a…
Klasik bilgisayarlarda bir transistor tek bir bayt bilgisi taşır. Eğer transistör açık ise 1 kapalı ise 0 bilgisini içinde barındırır. Fakat kuantum bilgisayarlarda fotonlarla taşınan kubaytlardaki bilgi her iki konumun da yani 1 ve 0'ın aynı anda var olabildiği bir yapı sunuyor. Bu "süperpozisyon" prensibi sayesinde bir kubayt hem 0 hem de 1'i eş zamanlı olarak depolayabiliyor. Fotonların aynı anda eş zamanlı olarak iki farklı olasılığı barındırabilme özelliği şifrelerinin kırılması neredeyse imkânsız Kuantum Kriptolojisi'nin öne çıkmasına yol açıyor.
Kemal PEHLİVANOĞLU
