30/09/2026
2002’den beri Sabancı Üniversitesi’nde Mühendislik ve Doğa Bilimleri fakültesi’nde öğretim üyesi olarak çalışan Profesör Dr. Zafer Gedik, özellikle kuantum mekaniğinin temelleri, kuantum enformasyon kuramı ve kuantum hesaplama alanlarında çalışmalar yapıyor. Anlaşılması, kavranması zor bir bilim dalı olarak talihsiz bir şöhrete sahip olan kuantum mekaniği için Dr. Gedik su öneride bulunuyor: “İyi bir öğrenci için kuantum mekaniğinin çarpıcı tahminleri korkudan çok bir heyecan, öğrenme hevesi kaynağı olmalı diye düşünüyorum.”
İnsanlar anlamadıkları şeylerden korkar. Kuantum mekaniği de ilk kez tanışanlar için ilk başta korkutucu gelebilir. Zira insanlar günlük sezgileriyle bu bilim dalını net olarak anlamakta ve kavramakta zorlanır. Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimler Fakültesi öğretim üyesi Profesör Dr. Zafer Gedik ile tanışıncaya kadar da kuantum mekaniği benim gözümde çok karmaşık, anlaşılmaz ve oldukça ürkütücü bir konuydu. Hala öyle; ama günlük yaşamımızda kullandığımız pek çok modern teknolojinin temelinde kuantum mekaniğinin yattığını ve geleceğimizi şekillendirecek teknolojilerin gelişiminde stratejik bir rol oynayacağını öğrenince konu daha az korkutucu gelmeye başladı.
Atom ve atomaltı parçacıklarının davranışlarını açıklayan bu teori olmasaydı bugün içinde bulunduğumuz dijital çağın en önemli araçları geliştirilemezdi. Bilgisayar çipleri, lazerler, LED'ler, MR cihazları, flaş bellekler ve GPS’lerde kullanılan teknolojiler hep kuantum fiziğine dayanıyor. Haberleşme dünyasında da kuantum kriptografi teknolojisinin “kırılamaz” bir güvenlik çağı başlatması bekleniyor.
Uluslararası alanda oldukça yaygın bir tanılırlığa sahip olan Dr. Gedik’in çalışmaları, özellikle kuantum mekaniğinin temelleri, kuantum enformasyon kuramı ve kuantum hesaplama alanlarında yoğunlaşıyor. Ayrıca “Gedik algoritması” olarak da anılan Kuantum Permütasyon Algoritması üzerinde değerli çalışmaları söz konusu. Bu algoritma, belirli bir problemi kuantum mekaniğinin özelliklerinden yararlanarak, klasik yöntemlere kıyasla daha az işlemle çözmeyi amaçlayan çalışmalardan biri.
Sabancı Üniversitesi’nde çok disiplinli araştırma grubu
Sabancı Üniversitesi’nde Dr. Gedik’in de içinde bulunduğu çok disiplinli bir kuantum araştırma grubu mevcut. Bu yıl, grubun girişimleriyle 4 Eylül tarihinde Uluslararası Kuantum Teknolojileri ve Hesaplama Çalıştayı’nın (The Third Workshop on Quantum Technologies and Computing-SUQUNET) üçüncüsü düzenlendi. Farklı disiplinlerden gelen araştırmacılar, sektör temsilcileri, öğrenciler ve genç araştırmacılar sürdürülebilir bir kuantum ekosisteminin gelişmesine katkıda bulunmak amacıyla görüşlerini ortaya koydular. Kuantum hesaplama, iletişim, algılama, fotonik, ileri malzemeler, nanoelektronik, kriptografi ve mikro/nano sistemler gibi birbirini tamamlayan alanlarda çalışmalar yürüten katılımcılar, temel bilim ile teknoloji geliştirme ve gelecekteki endüstriyel uygulamalar arasında yeni köprülerin kurulmasına zemin hazırlıyor.
Dr. Gedik’ten herkes için kuantum mekaniği
Dr. Gedik’e kuantum mekaniğine yabancı olanların (benim gibi) anlamakta zorlandığı noktaları ve çalışmalarını sorduk. Yanıtları herkes için zihin açıcı bir nitelik taşıyor.
Reyhan Oksay-Nobel Ödüllü fizikçi Richard Feynman ilk kez 1964 yılında Cornell Üniversitesi'nde verdiği Messenger dersleri sırasında kuantum mekaniği konusunda şu yorumda bulunmuştu: “Eğer kuantum mekaniğini anladığınızı düşünüyorsanız, kuantum mekaniğini anlamamışsınız demektir. (İngilizce orijinali: "If you think you understand quantum mechanics, you don't understand quantum mechanics.” Feynman bu ifadeyle kuantum matematiğinin bilimsel olarak çözümlenebildiğini ve kanıtlandığını, ancak tamamen içselleştirilip hayal edilebilen bir sezgiye sığmadığını anlatmak istemişti.
Oysa siz kuantum mekaniği dersleri veren bir akademisyen olarak böyle bir cümleyle derse başlamanın öğrencileri olumsuz yönde etkileyeceğini belirtiyorsunuz. Kuantum mekaniği gibi zor bir konunun öğrencilerin gözünü korkutmaması için öncelikle nasıl bir yaklaşım benimsemeli?
Zafer Gedik-Otuz beş yıldır kitabını derslerde kullandığım Shankar (Ramamurti Shankar da yakın geçmişte andı Feynman’ın bu ifadelerini. Kuantum mekaniği derslerinde genel olarak, nasıl hesap yapılacağı, Schrödinger denkleminin farklı durumlardaki çözümleri öğretilir. Buradaki zorluk, olsa olsa matematik temellidir. Değişik örnekler çözerek, alışkanlık kazanarak üstesinden gelinebilir. Ancak, tüm bu hesaplardan sonra çözüm olarak bulduğunuz dalga fonksiyonuna gelince asıl sorun başlıyor. Zira bu fonksiyon sadece olasılıkları hesaplamaya yarıyor. Yüzyıldır kafa yorulan bu konuyla ilgili olarak on beş yıl kadar önce önemli bir gelişme oldu. 1935’te Einstein, Podolsky ve Rosen’ın ortaya koyduğu “Fiziksel Gerçekliğin Kuantum Mekaniksel Betimlemesi Tam Olarak Kabul Edilebilir mi?” sorusunun cevabı bulundu: Evet. Yani mevcut haliyle kuantum teorisindeki olasılıklar ölçemediğimiz, bilmediğimiz, belki ileride bulacağımız değişkenlerden kaynaklanmıyor. Dalga fonksiyonu fiziksel gerçekliğin ta kendisi. İyi bir öğrenci için kuantum mekaniğinin çarpıcı tahminleri korkudan çok bir heyecan, öğrenme hevesi kaynağı olmalı diye düşünüyorum. Aharonov’un kuantum mekaniğinin anlaşılmazlığı şeklindeki ifadelere tepkisine içtenlikle katılıyorum. Daha anlaşılır hale getirmek için bir mum yakmaya çalışmak gerekiyor.
Sabancı Üniversitesi’nde kuantum teknolojilerinin tek bir araştırma başlığı olarak değil, malzemeden cihaza, algılamadan iletişime, algoritmalardan güvenliğe uzanan bütünleşik bir bilim ve teknoloji alanı olarak ele alınmasını nasıl sağlıyorsunuz? Uluslararası işbirliğini sağlamak için SUQUNET çalıştayı’ndan başka girişimleriniz var mı?
Türkiye’nin ilk kuantum enformasyon (öğreni) ve kuantum hesaplama ekibinin 2002’de Sabancı Üniversitesi’nde oluştuğunu söylemeden edemeyeceğim. Kuramsal çalışmalarla başladık. Bugün Gedik algoritması olarak bilinen, basitlik anlamında en temel kuantum algoritması burada geliştirildi. Bugün alanda aktif çalışan araştırmacı sayısı 10’u aştı. Asıl önemlisi deneysel çalışmalar başladı. SUQUNET, Sabancı University QUantum NETwork kelimelerinden esinlenerek, ilk çalıştayda uydurduğum bir kısaltmaydı. Mehmet Yıldız Hocamızın önerisiyle etkinliklerimiz adı haline geldi. Sadece fizik değil, matematik, başta bilgisayar, elektronik, malzeme ve endüstri olmak üzere mühendislik alanlarının da yer aldığı bir çalıştay serisi oluştu. Bu sene 11.’si gerçekleşen Kuantum Optiği ve Bilişimi Toplantısı’nın (KOBİT) düzenleyicileri arasındayız. Sabancı Üniversitesi, Avrupa Birliği QuantERA 2025 çağrısı kapsamında Türkiye’den destek alan tek kuruluş oldu. Buradaki ortaklığın Serkan AteşHocamız sayesinde deney alanında olması çok mühim.
Başta havacılık, savunma, finans ve sağlık sektörleri olmak üzere kuantum teknolojilerinin bilim, teknoloji ve sanayinin geleceği açısından stratejik bir öneme sahip olduğunu vurguluyorsunuz. Sizce önümüzdeki yıllarda kuantumdaki en büyük sıçrama hangi sektörde yaşanacak? Ayrıca telekomünikasyon şirketleri bilgiyi taşımak ve iletişimin güvenliğini sağlamak için kuantum dolanıklığından yararlanıyor. Kuantum şifreleme alanında devrim yaratan bu olgu, hangi sektörlerde kullanılacak?
Kuantum Anahtar Dağıtımı (KAD) alanın ticarileşmiş ilk uygulaması oldu. Güvenli haberleşmede kullanacağını şifreleme işlemi için kullanacağınız anahtarı kuantum haberleşme teknikleri kullanarak üçüncü taraflardan koruyabiliyorsunuz. KAD mevcut fiber optik alt yapı kullanılarak gerçekleştirilebildiği gibi, uydu kanalıyla çok uzak noktalar arasında da uygulanabiliyor. Algıçlar (detektör) da giderek artan gelişmelere tanık olduğumuz bir alan. Ama elbette herkesin beklediği gelişme kuantum bilgisayarları alanında. Yine kuantum mekaniği ilkelerine göre çalışan optimizasyon, en kısayı, en verimliyi bulma uygulamaları zaten var. Daha iyi makineler yapılıyor ve satılıyor. Şimdi, yeni malzemeler, ilaçlar bulmaktan, çok daha kesin hava tahminleri yapmaya kadar hemen her alanda kullanacağımız kuantum bilgisayarlarını bekliyoruz. Kuantum temelli bir yapay zekayı siz düşünün.
Kuantum kanalları henüz tüm haberleşmeyi aktaracak kapasiteye sahip değil. Ama dediğiniz gibi şifrelemede kullanılan anahtarı bu kanalla göndermek sonra da açık kanaldan şifreli haberleşmek mümkün. Dolaşıklık, en çarpıcı kuantum davranışlarında biri, hatta Schrödinger’e göre en çarpıcısı. Deney süresince ışığın dahi ulaşamayacağı mesafedeki bir parçacıkla “ilinti” halinde bulunmak mümkün. İlinti kelimesini tırnak içerisinde söyleme sebebim dolaşıklığı kullanarak doğrudan haberleşmenin mümkün olmaması. Bu durum zaten Einstein’in özel görelilik kuramının en temel aksiyomuyla çelişkili. Ancak, yine de dolaşıklık kaynaklı kuantum ilintilerini kullanarak telenakil (uzaktarım) ve anahtar dağıtımı yapmak mümkün. Güvenli haberleşmeye ihtiyaç duyulan her alanda, bankacılık, savunma, istihbarat… giderek artan uygulamalar göreceğiz.
Süper iletkenlikte kritik sıcaklığı oda sıcaklığına çıkartma gayretleri umut verici bir eşiğe geldi mi? Kuantum bilgisayarlarının gelişimde bu soruna çözüm bulunması bu bilgisayarların daha hızlı bir şekilde devreye girmesini kolaylaştıracak mı, yoksa çözümlenmesi gereken başka sorunlar daha var mı?
Süperietkenler deyim yerindeyse benim ilk göz ağrım. Bilkent yıllarımda yüksek lisans ve doktora çalışmalarım, ilk araştırmalarım hep bu alandaydı. Bazı malzemelerin elektrik dirençleri yeterince soğutulduklarında yok oluyor. Kayıpsız elektrik! Bednorz ve Müller 1987’de bu sıcaklığı artırmak için bir yol buldukları için Nobel Ödülü aldılar. Türkiye’ye geldiğinde Bednorz’u gezdirme görevi öğrenci olarak benimdi J Fakat asıl ilerleme daha sonra geldi. Tamamen bir kuantum olayı olan süperiletkenlerden kuantum bitleri, yani kuantum bilgi işleme teknolojisinin temel taşları yapılmaya başlandı. Bahsi geçen sıcaklıklar hala çok düşük ama söylediğiniz gibi oda sıcaklığına çıkılabilirse bu aynı zamanda kuantum bilgisayarını dış etkilere daha dayanıklı olması anlamına geliyor. En büyük sorunlardan biri olan, hesaplama bitmeden bilgisayarın çökmesinin üstesinden bu şekilde gelmek mümkün. Yaygın olarak kullanılmalarına rağmen süperiletken kübitler tek seçenek değil. Işık tanecikleri (foton), soğuk atomlar, iyonlar gibi seçenekler mevcut. Mesela önce kübitleri yapmak, sonra da bu kübitleri uygun mimaride bir araya getirip istenilen şekilde kontrol edebilmek. Kuantum sistemleri dışarıyla kontrol dışı etkileşimleri nedeniyle kolaylıkla özelliklerini kaybedebiliyorlar. O yüzden hesaplamanın yeterince hızlı bir şekilde sonuçlandırılması gerekiyor. Bir yandan anlamlı hesaplamalar yapabilmek için kübit sayısını arttırmak gerekiyor, bir yandan da sistemin kuantum özelliğini yeterince uzun süre koruyabilmek.
Sabancı Üniversitesi'nde karanlık maddeyle ilgili ipuçlarını yakalamak için kuantum mekaniğinden yararlanılarak çalışmalar yapılabiliyor mu? Karanlık madde ile ilgili yeni parçacık adayını ortaya çıkartmak için okulumuzda gerekli altyapı mevcut mu?
Karanlık madde, karanlık enerji… Bir anlamda mevcut teorilerimizi ayakta tutabilmek için ileri sürülen modeller. Descartes’a öykünerek “düşüyorum, öyleyse varım” dersek yanlış olmaz. Evrensel çekim deme sebebimiz var olan her şeyin bu kuvvetten etkilenmesi. Birbirlerine dönüşebilen kütle ve enerjinin. Orada, göremesek de bir yerlerde bir şeyler olmalı fikri buradan çıkıyor. Kuantum mekaniği, kuantum alan kuramı, genel görelilik, parçacık fiziği, astrofizik, astronomi şeklinde konuyla ilgili alanların uzayıp giden bir listesini yapmak mümkün. Sabancı’da doğrudan bu alanda çalışan araştırmacılar olmasa bile konu dolaylı da olsa hemen herkesle ilgili. 19. yüzyıl sonlarında fizikçiler ışığın yayılması için boşluk dahil her yeri dolduran bir maddeni olması gerektiğini düşünüyorlardı. Deneyler bu hipotezin doğru olmadığını kanıtladı. Hatta o sayede görelilik kuramı gelişti. Bakalım zaman bildiğimiz maddeden yirmi kat daha fazla olduğu düşünülen karanlık madde ve karanlık enerji için ne gösterecek?
Sizin fizikçi kimliğiniz ile Oswald olgunlaşması/Garum üretimi arasında nasıl bir bağlantı var? Mutfağı çok parçacıklı fiziksel bir sistem olarak mı görüyorsunuz?
İşin doğrusu sadece bir hobi bile olsa fiziğin her işin altından çıkması. Bilimsel yöntemleri kullanarak mutfak da gelişme kaydetmek mümkün. Örneğin, Ostwald olgunlaşması günlük hayatta çok karşılaştığımız bir olay. Küçük parçacıklar daha küçülürken, büyük parçacıkların daha büyümesi dondurmadan, caffé latte’ye hemen her yerde karşımıza çıkıyor. Mekanizmayı bilirseniz kontrol etmesini becerebilirsiniz. Konuyla ilgili nötron saçılması deneyleri bile var. Yıllar önce moleküler gastronominin kurucularında Hervé This’le tanıştığımda nerdeyse sabaha kadar bu ve benzeri olayları konuşmuştuk. Zafer Yenal Hocamız ilk kez geçen sene verdiğimiz IF 201 dersinin bir motivasyonu da bu tanışıklık oldu. Garum da öyle. Eski kaynaklardaki gibi balıkla tuzu karıştırıp bir sos haline gelmesini beklemek yerine ince barsaklardaki enzimlere doğrudan ulaşmak, sıcaklığı kontrol etmek mümkün.
Sinop Lakerda Festivalleri’nde moleküler gastronomi konusunda yaptığınız çalışmalar hangi aşamada? Mutfakta gerçekleşen fiziksel ve kimyasal dönüşümleri bilimsel bir temele oturtup yayın yapacak mısınız?
Çok ilginç bir deneyimdi. Adına aldanmayın. Elbette lakerda vardı ama buzda değil tuzda balık anlayışıyla çok çeşitli konular tartışıldı. Sadece şefler değil deniz bilimciler, tarihçiler, sosyologlar oradaydı. Sabancı’da birkaç kez PROJ 201 dersinde garum üzerine çalışmıştık. Bizim Sinop’taki panelimiz Garum üzerineydi. Danimarkalı bir uzman sırf bu nedenle etkinliğe katıldı. Özellikle yabancı akademisyenlerle olan alışverişlerimizi düşününce katıldığım fizik konferansları gibiydi. Tek farklı lezzetli olmasıydı! Yazmak… Zafer Yenal Hoca’yı tekrar anacağım. Söz uçar, yaz kalır diyerek baskıya devam ediyor. Umarım yazarız. Yıllar önce Ostwald olgunlaşmasıyla ilgili çalışmam bir konferans bildirisine konu olmuştu. Darısı Garum’a diyelim.
Kuantum mekaniğinin insan zihninin günlük sezgileriyle tam olarak kavranamamasından yararlanmak isteyen bazı fırsatçılar, spiritüel/paranormal olayların kuantum mekaniğiyle açıklanabilir olduğunu iddia ediyor. Bu alana kuantum metafiziği, adı veriliyor. Sahte (pseudo) bilim olduğu gerekçesiyle bilim insanları tarafında şiddetle eleştirilen bu çalışmalar, bilimsel yöntemlere dayalı kuantum mekaniği araştırmalarına leke sürüyor mu?
Bilim ve sanattaki gelişmelerin toplumda yansımaları her devirde oluyor. Yıllar önce görelilik kuramıyla ilgili benzer olaylar yaşanmıştı. Farklı gözlemcilerin zamanı dahi farklı ölçüyor olmalarını herkesin kendi ahlak anlayışı olabileceği şeklinde yorumlayanlardan tutun da gerçekliğin, evrensel doğruluğun olmadığı sonucuna varanlar dahi bulunuyordu. Dil, terimler hepimizin. Kullanabilirler. Yeter ki bilimsel yanlışlar olmasın.
Dr. Zafer Gedik kim?
Ankara Fen Lisesi’ni 1984’te bitirdi. ODTÜ, Fizik Bölümü’nden 1987’de mezun oldu. Bilkent Üniversitesi Fizik Bölümü’nde, 1989 yılında Yüksek Lisans, 1992’de Doktora çalışmasını tamamladı. IBM Zürih Araştırma Laboratuvarı’nda ve ABD Johns Hopkins Üniversitesi’nde misafir bilim insanı olarak çalıştı. İtalya’da Uluslararası Teorik Fizik Merkezi (Trieste), Sibernetik Enstitüsü (Napoli) ve ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (Gaithersburgh) araştırmalarını sürdürdü. TÜBİTAK Teşvik Ödülü, Fransız Bilimler Akademisi Scientia Europaea Ödülü, ODTÜ Prof. Dr. Mustafa N. Parlar Araştırma Teşvik Ödülü, TÜBA Seçkin Genç Bilimci ödüllerini aldı. Nature Scientific Reports ve Frontiers in Quantum Science and Technology dergilerinde editörlük ve Avrupa Birliği Quantum Community Network (QCN) ağında Türkiye’yi temsil görevini sürdürüyor. Kuantum enformasyon kuramı, kuantum hesaplama ve kuantum mekaniğinin temelleri üzerine araştırmalar yapıyor. 2002’den beri Sabancı Üniversitesi’nde görev yapıyor.
