Donanım ve malzeme teknolojilerindeki yeniliklerle her geçen gün daha güçlü bilgisayarlar geliştirilmeye devam etse de birçok problemin bu bilgisayarlarla çözülebilmesi için hala binlerce yıl gerekiyor. Kuantum fiziği özellikleri ile geliştirilen kuantum bilgisayarların bu problemlerin çözümünde yeni bir sayfa açması bekleniyor.
Kuantum Bilgisayar Nedir?
Yarı iletken bir devre elemanı olarak uzun yıllardır kullanımda olan transistörler günümüzde milyarlarca işlemi sorunsuzca ve hızlıca yapabilmektedir. Einstein’ın Kuantum Teorisine dayanarak yola çıkan bir grup bilim insanı ise transistörler yerine elektronları kodlamayı ve elektronlarla çalışan bilgisayarlar yapılıp yapılamayacağını araştırmaya başlamışlardır. Bu araştırmalar sonucunda, elektronların; transistörlerin 1 veya 0 pozisyonuna ek olarak, süperpozisyon adı verilen, aynı anda belli oranlarda iki pozisyonda da olabileceği durumları fark etmişlerdir. Klasik bilgisayarların bit en küçük biriminden farklı olarak bu en küçük yapı taşına ise “qubit” adını vermişlerdir.” cümlesini “Klasik bilgisayarların en küçük birimi olan “bit”ten farklı olarak bu en küçük yapı taşına ise “qubit” adını vermişlerdir. Süperpozisyon sayesinde tek bir işlemde 2? durum incelenebilmekte ve olaylar daha bütünsel bir yaklaşımla analiz edilebilmektedir. Bu kabiliyetler; kuantum bilgisayarlarının günümüz klasik bilgisayarlarından öne çıkmasını, onların erişemediği kabiliyetlere erişmesini ve binlerce kat daha hızlı işlem yapmasını sağlamakla beraber bilim insanlarını, şirketleri hatta devletleri bu teknolojiyi araştırmaya teşvik etmiştir.
Kuantum Bilgisayarlar Finans Sektörü İçin Ne Anlama Geliyor?
Kuantum bilgisayarların sağlayacağı güvenlik ve sahip olduğu yetkinlikler sayesinde önümüzdeki dönemde hayatımıza getireceği birçok avantaj bulunmaktadır:
İşlem Yeteneği
Basit bir fatura ödemesinde bile tutarı öğrenme, bakiye kontrolü yapma, işlemi sıraya sokma, tahsilatı sağlama ve diğer hesaba parayı geçme gibi pek çok işlem eş zamanlı olarak, kullanıcı tarafından fark edilmeden, saniyeler içerisinde gerçekleştirilmektedir. Günümüz koşulları dikkate alındığında saniyede bu işlemlerin yüzlerce hatta binlercesi bilgisayarlar tarafından yapılmaktadır. Yapılan bu işlemlerin sayısının günbegün artacağı kesin olmakla beraber klasik bilgisayarların kabiliyetinin de üzerine çıkacağı tahmin edilmektedir. Bu nedenle, klasik bilgisayarlara oranla yüzlerce kat hızlı olan kuantum bilgisayarlar tarafından bu işlemlerin yapılması ve bu karmaşıklığın üstesinden gelinmesi ise teorik olarak kanıtlanmış durumdadır.
Simülasyon Kabiliyeti
Günümüzde finans sektöründe risk analizinden hisse fiyatlandırılmasına, market analizinden hisse modellemesine kadar pek çok alanda simülasyonlardan yararlanılmaktadır. Günümüz piyasa koşullarında binlerce bağımsız parametre olduğu düşünüldüğünde, bu simülasyonların günümüz bilgisayarlarıyla yapılması günler, aylar hatta yıllar sürebilmektedir. Bu yüzden de sadece belli parametreler hesaba katılmakta ve diğer koşullar yok sayılarak limitli iterasyonlar yapılmaktadır. Kuantum bilgisayarların ise yüksek hızları ile buna çözüm geliştirilebileceği ve tüm parametreler hesaba katılarak daha bütüncül ve gerçekçi sonuçlara çok daha kısa sürelerde ulaşılabileceği tahmin edilmektedir. Deutsche Börse tarafından kuantum teknolojisinin finans alanındaki olası kullanımını araştırmak için yapılan bir pilot deneye [1] göre, risk analizi için 1000 parametre içeren bir Monte Carlo Simülasyonu yapılmıştır. Birkaç günden fazla sürecek bir simülasyonun herhangi bir faydası olmayacağı belirtilen durumda, klasik bilgisayarların 10 yılda yapacağı simülasyonu, bir kuantum bilgisayarı sadece 30 dakikada yaparak kabiliyetini ortaya koymuştur.
Dolandırıcılık Karşıtı Sistem İyileştirmeleri
En yaygın olarak kullanılan ve bilinen dolandırıcılık yöntemlerinden biri olan oltalama ile yılda milyonlarca insanın bilgisayarlarına sızılmakta, hesap ve kart bilgilerine erişilmektedir. Buna karşı kurulan dolandırıcılık tespit ve engelleyici sistemlerse %80 [2] oranında yanlış alarm vermekte ve dolandırıcılık tespiti konusunda yeterli olamamaktadır. Dolandırıcılık yüzünden finansal kuruluşların yıllık yaklaşık 10 ila 40 milyar$ [2] arasında gelir kaybına uğradığı tespit edilmiştir. Kuantum bilgisayarların bütüncül bakış açısı, makine öğrenme, yapay zekâ ve tepki süresindeki hızı dikkate alındığında dolandırıcılığın tespiti ve engellenmesi konusunda çok etkin bir rol oynayacağı belirtilmektedir.
Veri Güvenliği
Günümüzde çözülmesine neredeyse imkânsız gözüyle bakılabilecek pek çok şifreleme algoritmasının kuantum bilgisayarlar ile çözülebileceği kanıtlandıktan sonra yeni algoritma arayışlarına girilmiştir. Kuantum sonrası dönemle beraber, kuantum bilgisayarlar sayesinde, kırılması imkânsız yeni algoritmaların da ortaya çıkacağı, teorik algoritmaların ise gerçek hayatta kullanıma geçeceği tahmin edilmektedir.
Kuantum bilgisayarların sağlayacağı tüm bu avantajların yanında her teknolojide geçerli olduğu gibi kötü amaçlı kullanımı durumunda ortaya çıkabilecek tehdit unsurları da yer almaktadır. Bu nedenle bir taraftan güçlü algoritmaların yaratılmasını sağlayarak avantaj oluştururken bir taraftan da bu şifreleri kırmak için daha güçlü sistemleri de beraberinde getirmektedir.
Günümüzde veriler, veri sızıntılarını engelleyecek güvenlik protokollerinin yanı sıra karmaşık matematik problemleri ve algoritmalar ile şifrelenerek depolama merkezlerinde tutulmaktadır. Bankalar tarafından da kullanılan bu şifreleme algoritmalarının kırılması ise günümüz bilgisayarları tarafından pek mümkün gözükmemektedir. Dünyadaki tüm bilgisayarlar birleşse dahi çözülmesi milyarlarca yıl alacağı tahmin edilen bu şifreleme sistemlerinin çoğunun kuantum bilgisayarlar ile saniyeler ya da dakikalar içerisinde kırılabilecek oluşu teorik olarak kanıtlanmış bir durumdur. Bu durumdan yola çıkarak, kötü amaçlı kişilerin “şimdi ele geçir, sonra şifreyi kır (harvest now, decrypt later)” politikası ile sağlayıcılara sızıp bu şifrelenmiş verileri ele geçirdikten sonra bu verilerin şifresini kırabilecek teknolojileri beklediği bir durum da söz konusudur. Bu yüzden, şifrelenmiş dahi olsa verilerin korunması çok büyük önem arz etmektedir.
Kuantum Bilgisayarı Deneyimleyen Bazı Finans Kuruluşları
J.P Morgan: Kuantumun önemini 2020 yılında fark eden J.P Morgan, kuantum teknoloji firması olan Chicago Quantum Exchange’in desteğini arkasına alarak şirket içinden bir kuantum takımı kurmuştur. Yapay zeka, optimizasyon ve kuantum sonrası şifreleme konusunda çalışmalarına devam etmektedir.
HSBC: Makine öğrenmesi, siber güvenlik ve risk analizinde kuantum bilgisayarların önemini fark eden HSBC, The European NEASQC [3] firmasıyla yaptığı ortaklık ile 4 sene için $5.5 milyonluk bir bütçe ile çeşitli kullanım denemelerine başlamıştır.
Citi Bank: 2019 yılında açıkladığı takip edilmesi gereken 5 teknoloji trendi arasında kuantum bilgisayarları göstermiş ve ticaret algoritmaları geliştirme, dolandırıcılıkları engelleme, portföy optimizasyonu ve risk analizi gibi konularda öne çıkacağını belirtmiştir. Ayrıca 1QBit ve QC Ware gibi kuantum startuplarına da yatırım yapmaktadır.
Wells Fargo: 2019 yılında IBM ve MIT ile yapılan anlaşma ile beraber banka kuantum teknolojisini araştırmaya başlamış, kuantum teknolojisi ile beraber bankacılığın daha hızlı, güvenli, akıllı ve kolay olacağını belirterek finans sektöründeki bu değişimlere karşı hazırlıklarına şimdiden başlamıştır.
ABN AMRO: 2020 yılında, kendi gibi Hollanda’da hizmet veren Rabobank ile kuantum bilgisayarların olası kullanım alanlarını araştırmaya başlamışlardır. Kuantum algoritmaları ve şifrelemeler ana ilgi alanlarındandır.
Barclays: Kuantum teknolojisinin üstüne en çok düşen finans şirketlerinden olan Barclays öncü araştırmalarda aktif olarak yer almakta ve kuantum bilgisayarlarla güvenli işlem konularındaki çalışmalara liderlik etmektedir. Barclays’e göre, günümüzde kullanımda olmasalar dahi, önümüzdeki 10 yıl içerisinde, kuantum bilgisayarlar finans sektöründe aktif olarak yer almaya başlayacaktır.
Peki Kuantum Bilgisayarları Kullanıma Ne Kadar Hazır?
Yoğun çalışmalar devam etmekle beraber kuantum bilgisayarların sahip olduğu qubit sayıları da günbegün artmaktadır. Günümüzde en yüksek qubite sahip bilgisayar unvanı ise Rigetti tarafından 2019 yılında üretilen 128 qubite sahip bilgisayardır [4]. IBM tarafından 2023 yılında 1000 qubitlik bir bilgisayar geliştirileceği iddia edilmektedir. Günümüzde hedeflenen algoritmalar ve işlemler için ise binlerce hatta milyonlarca qubite sahip bilgisayarlara ihtiyaç duyulmaktadır. Büyük çaplı algoritmalar olmasa dahi hayatımızı kolaylaştıracak kabiliyetlere sahip kuantum bilgisayarlarının önümüzdeki on yıl içerisinde hayatımıza girmesine ise otoriteler tarafından kesin gözüyle bakılmaktadır.
[1] Deutsche Börse Group — Quantum computing opening up new business horizons (deutsche-boerse.com)
[2] Quantum computing use cases for financial services | IBM
[3] NEASQC: Next Applications of Quantum Computing
[4] MIT, Qubit Counter’a göre
