Kuantum Teknolojisi En Kritik Verilerin Güvenliğini Nasıl Sağlıyor?

Avengers: Endgame filminde, evrendeki her iki canlıdan biri yok olduğunda süper kahramanlarımız çareyi zamanda geri giderek Kronos ile tekrar savaşmakta bulmuştu. Çözüm basitti; atom altı parçacıkların yağ gibi süzüldüğü “kuantum evreni”ne yolculuk yapmaları gerekiyordu…

Zaman yolculuğu konusu bilim kurgu filmlerinde çok sık karşılaştığımız bir tema olsa da, film yapımcılarının konu edindiği kuantum mekaniği, aslında blockchain gibi geleceğin teknolojilerini korumak adına oldukça önemli bir potansiyel barındırıyor.

Evet, blockchain’in, akıl almaz derecede güvenli bir takip yöntemi olduğu aşikar; ancak “kırılmaz” demek pek mümkün değil. Kriptolojistler, korsanların kuantum hesaplama kullanarak bir blockchain’e girmesinin sadece an meselesi olduğuna inanıyorlar. Bu nedenle, GE Araştırma Forge Laboratuvarı’ndakiler de dâhil olmak üzere, dünyanın dört bir yanından birçok bilim insanı blockchain’i daha da güvenli hâle getirmek ve verileri korumak için daha iyi yollar geliştirmek adına kuantum mekaniğini kullanmanın bir yolunu buldular.

Özellikle sağlık, enerji ve havacılık gibi hassas alanlarda olmak üzere, her sektör tarafından kullanılan veriler korunmaya ihtiyaç duyar. Aksi takdirde, bir hacker, tasarladığınız yeni uçağın dizaynını çalabilir ya da tüm ülkenin yarısını karanlıkta bırakmanın bir yolunu bulabilir. Burada devreye QKD (Quantum Key Distribution) giriyor. Dijital bilginin karıştırılması ve yeniden birleştirilmesi bilimi QKD, şifrelemeyi bir sonraki seviyeye taşıyor.

Mevcut şifreleme teknolojisi, dünyadaki en güçlü bilgisayarların makul bir zaman diliminde deşifre edemediği anahtarları gizlemek için QKD gibi karmaşık matematiği kullanarak çalışıyor. Kuantum hesaplama, şifrelemeyi daha savunmasız hâle getirebilir.

Basitçe anlatmak gerekirse; kuantum hesaplama, blokları inşa ederken kübit yani kuantum bit’ler — elektrot ya da foton gibi atom altı parçacıkları kullanır. Elektronlar gibi kübitler de aynı anda birden fazla durumda var olabileceğinden, hem 0 hem 1 olabilirler. (Kuantum fiziğinin “tuhaf”lığı işte buradan geliyor.) Bu özellik, kuantum bilgisayarları yapmayı hem fazlasıyla zorlaştırıyor hem de onlara inanılmaz bir güç sağlıyor. Hâliyle günümüzün süper bilgisayarları da, onların yanında adeta çocuk oyuncağı gibi kalıyor. Geçen yıl bir grup bilim insanı, klasik bir bilgisayarın aynı zaman diliminde çözmesi mümkün olmayan bir matematik problemini, kuantum bir bilgisayarın çözebileceğini kesin olarak kanıtlayabildi.

GE Araştırma’nın baş bilim insanı Jim Bray’e göre QKD, kritik sektörleri gelecekteki bilgisayar korsanlarının bir adım önüne geçirecek. Yani kuantum hesaplama gücü, kuantum hesaplama gücüne karşı! QKD, anahtarları -fiziksel tabiriyle “dolanık” kübitler aracılığıyla kullanıcılara gönderiyor.

Kuantum dolanıklığı, bir örümceğin sihirli ağı gibi düşünebiliriz. Dolanık parçacıklar aralarındaki mesafe ne kadar uzak olursa olsun, birbirleriyle ışık hızından daha hızlı iletişim kurabiliyorlar. Ve bilim insanları bunun sebebini hâlâ tam olarak anlayabilmiş değil. Hem muhteşem hem de çok tuhaf…

Bir örnekle bu durumu açıklarsak; siz ve kardeşiniz, kuantum dolanıklığına sahip parçaçıklar olsaydınız, siz Ankara’dayken biri size dokunduğunda, İstanbul’da yaşayan kardeşiniz de aynı dokunuşu hissederdi. Söz konusu şifreleme olduğunda bu durum oldukça faydalı hâle geliyor. Bu bağlamda, korumalı şifreleme anahtarının bir not kağıdı olduğunu ve bu kağıdı cüzdanınızda taşıdığınızı düşünelim. Böyle bir senaryoda eğer bir hırsız cüzdanınızı çalmaya çalışsaydı, bu durum kardeşinizle aranızdaki dolanık bağlantıyı rahatsız ederdi. Ve böylece hırsız kendini ele vermiş olurdu. Örneklerden de anlaşılacağı gibi, bu teknolojiyle verileri başarıyla kopyalamak ya da çalmak imkânsız.

İlk kullanım örneği olarak, GE araştırmacıları QKD‘yi katmanlı imalat için endüstriyel blockchain üzerinde test ediyorlar. Katmanlı imalat süreci, raf ömrü sınırlı olan yüksek kaliteli tozların tutarlı bir şekilde tedarik edilmesine dayanıyor. Tozdaki en ufak bir problem bile basılı bir bileşeni tahrip edebiliyor. Blockchain burada tozu tüm tedarik zinciri sürecinden, katmanlı imalatta nihai ürüne dönüşene kadar takip ediyor.

GE ekibinin başarıyla kanıtladığı bu yaklaşım, büyük bir lojistik topluluğundan da takdir topladı: Ekip, yakın zamanda Ulusal Üreticiler Birliği‘nden Tedarik Zinciri Liderliği kategorisinde 2019 İmalat Liderliği Ödülü‘nü kazandı.