3 yıl sonra tekrar kuantum algoritma çalışmalarına verilen ikinci Nobel’in anlamı, kamuoyunda tartışılandan çok daha derin ve dönüştürücü.  Planck’ın kuantum hipotezinden bugünkü kuantum bilgisayarlara uzanan yeni hesaplama tekniği tam bir varoluşsal devrimdir.

Prof. Dr. Şevki IŞIKLI yazdı.

Bu yılki Nobel Fizik Ödülü, makroskobik süperiletken devrelerde kuantum etkilerini kodlamayı başaran üç fizikçiye verildi: John Clarke, Michel H. Devoret ve John M. Martinis’in çalışmaları devrimci nitelikte. Bu ödül, birçok açıdan paradigma değişimi anlamına gelen kuantum hesaplama teknolojisinde artık geri döndürülemez bir aşamaya ulaşıldığını gösteriyor.

Fiziğin Sınırlarını Yeniden Çizen Deneyler

Ödül, bu üç bilim insanının 1980’lerin ortalarında süperiletken devrelerde yürüttükleri öncü deneylere dayanıyor. Bu çalışmalar, klasik elektronik ile kuantum fiziği arasında köprü kuruyor. Bugün ‘kuantum hesaplama’ dediğimiz teknolojinin fiziksel temelini oluşturuyor. Bu gerçeği, ödül açıklanan gerekçesinde görmek mümkün:

“Makroskobik süperiletken devrelerde kuantum tünelleme ve enerji kuantizasyonunun birlikte gözlemlenmesiyle kuantum ve klasik fizik arasındaki sınırın deneysel olarak ortadan kaldırılması”.

Kuantum Tüneli: Maddenin Duvarlardan Geçme Yeteneği

Amerikan basını, bu yılki ödülü “kuantumun görünmez duvarlarının insan ölçeğinde aşılması” olarak niteledi.
Washington Post, bu deneylerin “klasik fiziğin sınırlarını yıktığını” yazdı. Benzer şekilde Scientific American, bu gelişmeyi “atomun garip dünyasının masaüstüne taşınması” olarak tanımladı. Kuantum tünelleme, bir parçacığın enerjisi yetmese bile bir bariyeri aşabilmesi anlamına geliyor. Clarke ve Devoret, 1984’te süperiletken devrelerde elektronların klasik kurallara göre geçilemez bir bariyeri tünelleme yoluyla aşabildiğini kanıtlamışlardı. Bu ise mikroskobik bir olgunun makroskobik sistemlerde de gözlemlenebileceğini anlamına geliyor.

Enerjinin Basamakları: Kuantizasyonun Somutlaşması

1985’te yapılan takip deneyleri, bu tünelleme olayının sürekli değil, belirli enerji düzeylerinde sıçramalarla gerçekleştiğini ortaya koydu. Bir süperiletken devrede akım artık klasik bir akış değil, enerjinin kesintili adımlarla dans ettiği bir kuantum olgusuna dönüşür.

1901’de Max Planck’ın ortaya koyduğu “enerjinin kesintili paketçikler (kuantalar) halinde yayıldığı” fikri, artık yalnızca atom ölçeğinde değil, mühendislik düzeyinde de gözlemlenebiliyor. Martinis ve Devoret’in mikrodalga deneyleri, makro ölçekteki süperiletken çiplerde de enerji seviyelerinin kesikli sıçramalarla değiştiğini kanıtladı. Enerji kuantizasyonu, kuantum bilgisayarların kalbinde çalışan kübitlerin yapıtaşını oluşturur.

Kuantum Dolanıklık Artık Ölçülebilir

2022 Nobel Fizik Ödülü, kuantum dolanıklık deneylerine verildiğini hatırlatalım: 2025 ödülü, bu olguyu “fiziksel bir altyapı teknolojisine dönüştürdü. Dolanıklık artık soyut bir fikir değil, devre üzerinde ölçülebilir bir olgudur. Devoret ve Martinis’in geliştirdiği süperiletken devreler sayesinde, bir kübitin durumu kilometrelerce ötedeki başka bir kübitin durumunu anında etkileyebiliyor. Bu, kuantum bilgisayarların bilgi işleme gücünü üstel biçimde artıran temel etki olarak öne çıkıyor.

Kuantizasyon bu bilgisayarların notalarıysa, dolanıklık onların armonisidir. İkisi birleştiğinde, evrenin en karmaşık hesaplarını bile çözebilecek bir kuantum senfonisi doğar.

Küresel Yarış: Kuantum Üstünlüğü

Bu gelişme yalnızca bilimin değil, teknolojinin de geleceğini şekillendiriyor. AP News ve Financial Times Science, ödülün “MRI görüntüleme, ultra hassas sensörler ve şifreleme sistemleri” gibi alanlarda devrim yaratabileceğini” vurguladı. Ancak kuantum bilgisayarlardan beklenen asıl işlevi gözden uzak tutuluyor: Aşırı hızlı hesaplama yeteneği.

Bugün Google, IBM ve Çin merkezli Origin Quantum laboratuvarları, Clarke, Devoret ve Martinis’in açtığı yolda ilerliyor. Google’ın Sycamore çipi, belirli bir matematik problemini klasik bilgisayarlardan 10 milyon kat daha hızlı çözdüğünü duymuştu.  Ve bunu “kuantum üstünlüğü” terimini gündeme taşımıştı. IBM ise aynı başarıyı “kuantum avantajı” olarak adlandırıyor.

Felsefi Bir Dönüm Noktası

2025 Nobel Fizik Ödülü yalnızca bilimsel bir başarı değil, aynı zamanda insanlığın düşünme biçiminde bir devrim anlamına geliyor.

Kuantum fiziği bize evrenin sadece gözlemlediklerimizden ibaret olmadığını, gözlemlenemeyen olasılıkların da evreni oluşturduğunu gösteriyor. Kuantum hesaplama, işte bu olasılıkları bilgiye dönüştürmenin yolu.

Ayrıca klasik doğru-yanlış ikiliğine dayalı mantıktan farklı çalışan kuantum algoritmalar, insanlığın doğayı anlamaktan doğayı kodlamaya geçişini simgeliyor. Planck’ın kuantum hipotezinden bugünkü kuantum bilgisayarlara uzanan yeni hesaplama tekniği, yalnızca teknolojik değil, varoluşsal bir devrimdir. 2025 Nobel Fizik Ödülü, bu devrimin artık geri döndürülemez bir aşamaya ulaştığını ilan ediyor.