Bir molekülün kimyasal özelliklerini anlamak, doğası gereği bir kuantum problemidir ve kuantum bilgisayarlarını bu iş için iyi bir araç haline getirir; ve bunun yükselişini 2026’da görmeye başlayabiliriz.
Kuantum bilgisayarlar kimya problemlerini çözmek için idealdir
Kuantum bilgisayarların pratik sorunları gerçekten çözüp çözemeyeceği, bu büyüyen endüstrinin cevaplanmamış en büyük sorularından biri ve 2026’da endüstriyel ve tıbbi kimya araştırmacıları tarafından yanıtlanması muhtemel.
Bir molekülün yapısını, reaktivitesini ve diğer kimyasal özelliklerini hesaplamak doğası gereği bir kuantum problemidir çünkü kuantum parçacıkları olan elektronlarını içerir. Ancak bir molekül ne kadar karmaşıksa, bu hesaplamalar da o kadar zorlaşıyor ve bazı durumlarda geleneksel süper bilgisayarlar için bile gerçek bir zorluk teşkil ediyor.
Öte yandan kuantum bilgisayarları da özünde kuantum olduğundan, konu bu kimyasal hesaplamalarla uğraşırken bir avantaja sahip olmaları gerekir. Kuantum bilgisayarları büyüdükçe ve geleneksel bilgisayarlarla daha kolay birleştirildikçe, onların bu kullanıma yöneldiğini giderek daha fazla görüyoruz.
Örneğin, 2025 yılında IBM ve Japon bilim enstitüsü RIKEN’deki araştırmacılar, birkaç molekülü modellemek için bir kuantum bilgisayar ve bir süper bilgisayar kullandılar. Google’daki araştırmacılar, moleküllerin yapısını ortaya çıkarmaya yardımcı olacak bir kuantum hesaplama algoritması geliştirdi ve test etti. RIKEN’in araştırmacıları ayrıca kuantum bilgisayar firması Quantinuum ile birlikte çalışarak moleküllerin enerjilerini, kuantum bilgisayarın kendi hatalarını yakalayacağı şekilde hesaplamak için bir iş akışı tasarladı. Son olarak, kuantum yazılımı start-up’ı Qunova Computing, bu enerjileri hesaplamak için kısmen kuantum bilgisayarı kullanan bir algoritma sunuyor ve bunun geleneksel yöntemlerden yaklaşık 10 kat daha verimli olduğunu iddia ediyor.
Daha büyük kuantum bilgisayarlar kullanıma sunuldukça 2026’da bundan çok daha fazlasını görmeyi beklemeliyiz. Quantinuum’dan David Muñoz Ramo, “Gelecek daha büyük makineler, bu (mevcut) iş akışının daha güçlü versiyonlarını geliştirmemize olanak tanıyacak ve sonuçta genel kuantum kimyası sorunlarını çözebileceğiz” diyor. Ekibi şu ana kadar yalnızca bir hidrojen molekülüyle ilgilendi ancak kendisi, endüstriyel açıdan ilgili reaksiyonları hızlandıran katalizörler gibi daha karmaşık yapıların ufukta görünebileceğini söylüyor.
Diğer araştırma ekipleri de benzer çalışmalar yapmaya hazırlanıyor. Örneğin, Aralık ayında Microsoft, daha fazla kuantum kimyası algoritmasını daha hızlı bir şekilde geliştirmek amacıyla kuantum yazılımı start-up’ı Algorithmiq ile bir işbirliği yaptığını duyurdu. Aslında, Hyperion Research tarafından kuantum bilişim endüstrisi üzerinde yürütülen bir araştırma, kimyanın, kuantum bilgisayar üreticilerinin ve alıcılarının önümüzdeki yıl ilerleme ve başarı görmeyi bekledikleri alanın önde gelen alanı olduğunu ortaya çıkardı. Geçtiğimiz iki yıllık ankette, kuantum kimyası, kuantum hesaplama için sırasıyla ikinci ve dördüncü en umut verici kullanım durumuydu; dolayısıyla bu trend, ilginin ve yatırımın istikrarlı bir şekilde arttığını gördü.
Ancak sonuçta kuantum kimyası hesaplamaları, kuantum bilgisayarları hataya dayanıklı veya hataya dayanıklı hale gelene kadar gerçek anlamda başarılı olamayacak; bu da bu egzotik cihazların diğer uygulamalarını da ayakta tutuyor. Toronto Üniversitesi’nden Philipp Schleich ve Alán Aspuru-Guzik, Science dergisi için kuantum hesaplama ve kimya üzerine yakın zamanda yaptıkları bir yorumda, “Bir kuantum bilgisayarın sorunları klasik bir bilgisayardan daha hızlı çözme yeteneği, hataya dayanıklı algoritmaya bağlıdır” diye yazdı. Neyse ki, hata toleransına ulaşmak dünya çapındaki her kuantum bilgisayar üreticisinin üzerinde anlaşabileceği tek hedeftir.
