Kuantum bilgisayarlar enerji şebekelerini nasıl dönüştürecek?

Kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarlardan farklı olarak bilgiyi bitler yerine “kübit” adı verilen birimler üzerinden işleyen ve aynı anda çok sayıda karmaşık hesaplama yapabilen ileri düzey bilgi işlem sistemleri olarak öne çıkıyor. Bu özellikleri sayesinde özellikle enerji sektörü gibi çok sayıda değişkenin aynı anda değerlendirilmesi gereken alanlarda önemli avantajlar sunuyor. Yenilenebilir enerji kaynaklarının artmasıyla birlikte ortaya çıkan arz-talep dengesizlikleri, elektrikli araçların şebeke üzerindeki etkisi ve enerji altyapılarının daha verimli planlanması gibi konular, kuantum bilgisayarların kullanım alanlarını genişletiyor.

Enerji sektöründe kuantum teknolojilerinin, güneş ve rüzgar gibi kaynaklara dayalı üretimin daha isabetli tahmin edilmesini, elektrik şebekelerinde anlık optimizasyon yapılmasını ve altyapı yatırımlarının daha doğru planlanmasını mümkün kılacağı belirtiliyor. Bunun yanı sıra, şebeke güvenliği açısından kritik öneme sahip olan siber güvenlik alanında da kuantum temelli çözümler öne çıkıyor. Daha güçlü şifreleme yöntemlerinin geliştirilmesiyle enerji sistemlerinin hem güvenliği hem de verimliliğinin artırılması hedefleniyor.

Bu alanda başta gelişmiş ülkeler olmak üzere birçok ülkede pilot uygulamalar ve araştırma projeleri yürütülüyor. Kuantum teknolojilerinin yaygınlaşmasıyla birlikte enerji altyapılarında yaşanabilecek milyarlarca dolarlık ekonomik kayıpların önüne geçilmesi amaçlanıyor. Türkiye de bu küresel yarışta yerini almaya başlayan ülkeler arasında bulunuyor.

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesinde yürütülen ve Türkiye’nin ilk yerli kuantum bilgisayarı olarak duyurulan QuanT Projesi’nin Yürütücüsü Prof. Dr. Ali Bozbey, kuantum teknolojilerindeki gelişmeleri değerlendirirken, çalışmaların son dönemde ciddi biçimde hız kazandığını ifade etti. Bozbey, Süperiletken Kuantum Elektroniği Laboratuvarı’nın temellerinin 2008 yılında atıldığını belirterek süreci şu sözlerle anlattı:
“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.”

Kuantum hesaplama alanında özellikle malzeme, ilaç, enerji ve savunma sektörlerinde yoğun çalışmalar yapıldığına dikkat çeken Bozbey, küresel ölçekte yatırımların büyüklüğüne işaret ederek, “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.” dedi.

Yenilenebilir enerji sistemlerinin şebekeye entegrasyonunun hızlanmasının yeni zorlukları beraberinde getirdiğini vurgulayan Bozbey, kuantum bilgisayarların bu noktada önemli bir çözüm potansiyeli sunduğunu belirtti. “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.” ifadelerini kullanan Bozbey, kuantum teknolojilerinin bu sorunlara aynı anda çözüm üretebileceğini söyledi.

Elektrik şebekeleri büyüdükçe klasik bilgisayarların ve hatta süper bilgisayarların yetersiz kalabileceğine dikkat çeken Bozbey, kuantum bilgisayarların doğası gereği bu karmaşık problemlerin çok daha hızlı çözülebileceğini ifade etti. Ayrıca kuantum bilgisayarların gelişmesiyle mevcut şifreleme yöntemlerinin kırılabilir hale geleceğini vurgulayarak, enerji sektörü başta olmak üzere birçok alanda kuantuma dayanıklı kriptolu haberleşme sistemlerine geçilmesinin zorunlu olacağını dile getirdi.

Bozbey, kuantum bilgisayarların yalnızca enerji şebekeleriyle sınırlı kalmadığını, gübre üretiminden batarya teknolojilerine kadar geniş bir yelpazede devrim yaratma potansiyeline sahip olduğunu belirtti. Gübre üretiminin dünya genelinde doğal gazın yüzde 3’ünü tükettiğini hatırlatan Bozbey, “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.” sözleriyle teknolojinin geleceğine dikkat çekti.