Dünya İlk: Fotonlar Arasında Kuantum Işınlama Gerçekleştirildi - Bilim Adamları Doğruladı

Bir sinyalin uzun mesafeler boyunca gönderilmesi, kritik bilgi öğelerinin kaybolma riskini beraberinde getiriyor. Standart bir geniş bant internet kablosunda veriyi taşıyan ışık sinyalleri yükselticilerle güçlendirilir, ancak kuantum bilgisini güçlendirmek neredeyse özdeş fotonlar üretebilen ışık kaynakları gerektirir.

Fotonları son derece kontrollü biçimde yayabilen özel yarı iletkenler bu işi yapabilir. Kuantum noktası (quantum dot) olarak bilinen bu yapılar, inanılmaz derecede hassas frekanslarda ışık dalgaları yayabilir ve farklı noktalardan gelen fotonların ayırt edilemez olmasını sağlar.

Araştırmacılar şimdi iki ayrı kuantum noktasından gelen fotonlar arasında kuantum bilgisi ışınladı; bu da kuantum verilerini ağlar boyunca güvenli ve sağlam tutmanın gerçekten işe yarayabileceğini gösteriyor.

“Dünyada ilk kez, iki farklı kuantum noktasından kaynaklanan fotonlar arasında kuantum bilgisini aktarmayı başardık,” diyor Stuttgart Üniversitesi’nden fizikçi Peter Michler.

Kuantum fizikçilerinin bu tür deneyler için kullandığı terim teleportasyon olsa da, burada gerçekte aktarılan bir kuantum durumudur – bir yerde fotonların ortadan kaybolup başka bir yerde ortaya çıkması söz konusu değildir.

Bir kuantum durumunun bir çift foton arasında aktarılabilmesi için, iki parçacığın bulanık bir kuantum formunda olması gerekir. Daha da önemlisi, başka açılardan ayırt edilemez olmaları gerekir.

Bu özellikler aynı kaynağı paylaştıklarında kolaylıkla elde edilebilir. Ancak farklı kaynaklar, fotonların çok ince özellik farklılıklarıyla üretilmesi riskini taşır.

Kuantum noktaları bu özellikleri sınırlayarak, tamamen ayrı konumlar ve farklı kaynaklar kullanılarak teleportasyonun gerçekleşmesine olanak tanır.

Dahası, araştırmacıların yürüttüğü deneyler, bugün çevrimiçi ağlarda kullanılan standart bir optik fiber kablo üzerinden yapıldı. Mevcut altyapının kullanılması, kuantum internetinin çalışır hale getirilmesinde kilit bir rol oynayacak.

“Farklı kuantum noktalarından gelen fotonlar arasında kuantum bilgisi aktarmak, daha büyük mesafeler arasında köprü kurmak için kritik bir adımdır,” diyor Michler.

Bilim insanları kuantum internetinin ne kadarının mevcut teknolojilerimize dayanacağını hâlâ araştırıyor, ancak kuantum katmanı güvenlik ve bütünlük açısından vazgeçilmez olacak – eğer yeterince uzun mesafelerde çalışır hale getirebilirsek.

Mevcut çalışmanın kurulumu yaklaşık 10 metrelik (yaklaşık 33 fit) bir optik fiber içeriyordu.

Yapılacak daha çok iş var ve araştırmacılar bunun çalışabileceği mesafeyi artırmak istiyor, ayrıca şu anda yüzde 70’in biraz üzerinde olan teleportasyon başarı oranını geliştirmeye hevesliler.

“Araştırma sonuçları, kuantum nokta tabanlı teknolojinin olgunluğunu gösteriyor ve gelecekteki kuantum iletişimi için önemli bir yapı taşı ortaya koyuyor,” diye sonuçlandırıyorlar.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.