İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi bu yıl Nobel Fizik Ödülü’nü, makroskobik dünyada kuantum etkilerinigözlemlemeyi başaran üç bilim insanına verdi. Bir başka deyişle 2025’in ödülü, “kuantumun laboratuvardaki görünmez sınırını” kaldıranlara gitti: Kaliforniya Üniversitesi’nden John Clarke, Michel H. Devoret ve John M. Martinis.
Ödül Gerekçesi ise şöyle açıklandı: Makroskobik süperiletken devrelerde kuantum tünelleme ve enerji kuantizasyonunun birlikte gözlemlenmesini sağlayarak kuantum fiziği ile klasik fizik arasındaki sınırını deneysel olarak ortadan kaldırmak.
Ödül, bu üç fizikçinin 1980’lerin ortalarında süperiletken devrelerde yürüttükleri öncü deneylere dayanıyor. O yıllarda gerçekleştirilen bu çalışmalar, klasik elektronik ile kuantum fiziği arasında köprü kuruyor; bugün “kuantum hesaplama” denilen teknolojinin fiziksel temellerinden birini oluşturuyor. Bu yüzden kuantum etkilerinin yalnızca atom ölçeğinde değil, mühendislik düzeyinde de kontrol edilebileceğini gösteriyor. Daha da önemlisi kuantum bilgisayarların fiziksel altyapısını güçlendiriyor.
Kuantum Tüneli: Maddenin Duvarlardan Geçme Yeteneği
Amerikan basını, bu yılki Nobel’i “kuantumun görünmez duvarlarının insan ölçeğinde aşılması” olarak yorumladı.Washington Post, ödülün “kuantum tünelleme ve enerji kuantizasyonunun insan ölçeğinde devrelerde gözlemlenebilir hâle getirilmesiyle klasik fiziğin sınırlarını yıktığını” yazdı.Scientific American ise bu gelişmeyi, “kuantum mekaniğinin garipliklerini laboratuvarda büyütmek” olarak tanımladı,atomun garip dünyasının artık masaüstüne taşındığını vurguladı.
Kuantum fiziği, doğayı sağduyunun ötesinde açıklar. Bir parçacık, enerjisi yetmese bile bir duvarı “geçebilir” çünkü o duvar aslında olasılıklardan örülmüştür. Bu olguya “kuantum tünelleme” denir. Clarke ve Devoret, 1984’teki deneylerinde süperiletken devrelerde elektronların, klasik kurallara göre geçilemez bir bariyeri tünelleme yoluyla aşabildiğini gösterdiler. Bu, mikroskobik bir kuantum olayının, makroskobik bir elektrik devresindegerçekleşebileceğini kanıtladı.
Kuantum Tüneli ve Enerjinin Basamakları: Aynı Deneyin İki Yüzü
1985’te yapılan takip deneylerinde, bu tünelleme olayının sürekli değil, belirli enerji düzeylerinde sıçrayarakgerçekleştiği gözlemlendi. Yani elektronlar yalnızca “duvarın içinden geçmekle” kalmıyor, aynı zamanda bunu enerjinin kuantize olmuş basamakları arasında yapıyordu. Bir başka deyişle, bir süperiletken devrede akım, klasik fiziksel bir akış değil, enerjinin kesintili adımlarla dans ettiği bir kuantum olgusuna dönüşüyordu.
Bu iki olgu, kuantum tünelleme ve kuantizasyon tek birfiziksel sistemde birleşince, Nobel Komitesi’nin ifadesiyle “kuantumun mikroskobik sınırlarının makroskobik ölçeğe taşındığı” an doğmuş oldu. Kuantum bilgisayarların temel bileşeni olan süperiletken kübitlerin çalışma prensibini oluşturan fiziksel olgu da bu gelişmedir.
Enerjinin Basamakları: Kuantizasyonun Somut Hâli
1901’de Max Planck’ın ileri sürdüğü, “enerjinin kesintisiz değil, kesintili / paketçikler halinde (kuantize)” bulunduğu yönündeki o büyük fikir, artık teorik fizik tartışmalarında ve atomlarda değil, devrelerde gözlemleniyor.
Martinis ve Devoret’in mikrodalga deneyleri, süperiletken çiplerde enerji seviyelerinin kesikli sıçramalarla değiştiğini gösterdi. Bu, atom içindeki elektronların belirli yörüngelerde dolaşmasıyla aynı mantıkta ama farklı ölçekte bir olaydır:Artık devreler de atomlar gibi “enerji merdivenleri”nden tırmanıyor. Bu enerji basamakları, bugün kuantum bilgisayarların kalbinde çalışan kübitlerin yapıtaşını oluşturuyor. Bir kübit, aynı anda hem 0 hem 1 olabilmesini işte bu kuantize olmuş enerji düzeyleri sayesinde başarır.Klasik bilgisayarlar 0 ve 1 arasında seçim yaparken kuantum bilgisayarlar bu iki durumu aynı anda yaşar.
Kuantum Dolanıklık ve Kuantum Hesaplama
2022’deki Nobel Ödülü, “kuantum dolanıklık” deneylerine verilmişti. İlk kez Einstein’ın gündeme getirdiği fakat sonradan karşı çıktığı dolanık olgusu, dolanık iki parçacığın aralarındaki mesafe ne olursa olsun birbirinin kaderini eşzamanlı olarak paylaşabildiği o büyüleyici fenomendir. 2025 Ödülü ise bu soyut etkileşimi, fiziksel bir altyapıteknolojisine dönüştürdü: Dolanıklık artık eleştirilebilir bir fikir değil, devre üzerinde ölçülebilir bir olgudur.
Devoret ve Martinis’in geliştirdiği süperiletken devreler, dolanıklığı somut biçimde “taşıyabiliyor”: Bir kübitin değişimi, kilometrelerce ötedeki başka bir kübitin durumunu anında etkileyebiliyor. Kuantum bilgisayarların bilgi işleme gücünü üstel şekilde artıran olgu da budur.
Kuantizasyon, bu bilgisayarların notalarıysa dolanıklık da armonisidir. İkisi birleştiğinde, evrenin en karmaşık hesaplarını bile çözebilecek bir “kuantum senfonisi” doğar.Financial Times, bu durumu şöyle özetliyor: “Kuantum etkinin ele alınamaz sınırları artık makroskopik devrelere taşındı. Bu, kuantum bilgisayarların donanım temelini güçlendiren bir adım.”
Küresel Rekabet: Kuantum Üstünlüğü Yarışı
Ödül, teknolojik vizyonu takip eden çevrelerde geniş yankı uyandırdı. AP News ve FT Science, bu ödülün yalnızca temel fiziği değil, uygulamalı kuantum teknolojilerini de etkilediğini vurguladı. Yazılara göre, “Bu deneyler MRI görüntüleme, ultra hassas sensörler ve şifreleme sistemleri gibi alanlarda devrimsel sonuçlar doğurabilir.”
Bugün Google, IBM ve Çin merkezli Origin Quantum laboratuvarları, Clarke, Devoret ve Martinis’in açtığı bu fiziksel yolları mühendisliğe dönüştürmek için yarışıyor.Google’ın Sycamore çipi, belirli bir matematik problemi klasik bilgisayarlardan 10 milyon kat daha hızlı çözdüğünü duyurduğunda, “kuantum üstünlüğü” kavramı dünyaya yayıldı. IBM ise aynı fikri daha temkinli bir ifadeyle, “kuantum avantajı” olarak adlandırıyor. Her iki tanım da aynı gerçeği işaret ediyor: Kuantum bilgisayarlar artık yalnızca teori değil, çalışan fiziksel sistemlerdir.
Felsefi Bir Dönüm Noktası
Kuantum fiziği bize şunu öğretiyor: Evren, yalnızca gözlemlediğimiz şeylerden ibaret değildir; gözlemleyemediğimiz olasılıklar da evreni oluşturur.Kuantum hesaplama, işte o olasılıkları bilgiye dönüştürmeyi başarıyor.
Klasik Aristotelesçi, doğru-yanlış ikiliğine dayalı mantıktan tümüyle farklı biçimde çalışan kuantum algoritmalarlainsanlık, bir anlamda doğayı düşünmekten doğayı kodlamaya geçti. Planck’ın kuantum hipotezinden bugünkü kuantum bilgisayarlara uzanan bu zincir, sadece teknolojik değil, varoluşsal bir devrim. Ve 2025 Nobel Fizik Ödülü, bu devrimin artık geri döndürülemez bir aşamaya ulaştığını ilan ediyor.
Kuantum hesaplama hayata geçtikçe, insanlığın çözülemez sanılan sorularını çözme umudu yeniden güç kazanıyor.
Kaynaklar
• Nobelprize.org, The Nobel Prize in Physics 2025 — Press Release
• Washington Post, Physicists Win Nobel for Demonstrating Quantum Tunneling in Superconducting Circuits, 2025
• Financial Times Science, Quantum Circuits Reveal Discrete Energy Levels, 2025
• Scientific American, Quantum Mechanics Scales Up, 2025
• AP News, Nobel Physics Prize Marks the Leap from Quantum Theory to Quantum Technology, 2025
• Işıklı, Şevki. Kuantum Bilgisayar ve Bilişim Felsefesi. Kedidedi Yayıncılık, 2024
