Alman bilim insanları, tek atom ve foton parçacıkları arasında oluşturulan ara yüzlere dayanan, ilk kuantum iletişimağının prototipini üretmeyi başardı.

Kuantum ağın kullanılabilir olması için, kuantum bilgi transferinin tersine çevrilebilir olması gerekiyor. Ancak, kuantum bilginin çok hassas olması, bu işlemi zorlaştırıyor. Kopyalamaya izin vermeyen teorem nedeniyle, kuantum sistemi olarak bilinen matematiksel değişkenleri içeren ‘kuantum durumu’, isteğe bağlı çoğaltılamıyor.
Almanya’nın Max Planck Kuantum Optik Ensitütüsü’ndeki (MPQ) araştırmacılar, bilgi transferinde yaşanan sorunu ortadan kaldıracak çözümü geliştirdi. Gerhard Rempe’nin başını çektiği araştırma ekibi, güvenli iletişim sağlanabilecek ilk basit kuantum ağını oluşturmayı başardı. Fizik alanında çığır açması beklenen gelişme sayesinde, süper hızlı kuantum internet teknolojisine bir adım daha yaklaşıldığı ifade edildi.
KUANTUM İNTERNETİN TEMELİ
Kuantum ağlar, içerdiği bitlerin hem 0 hem de 1 değeri alabilmesi sayesinde geleneksel ağlardan ayılırıyor. Normal ağlarda bitler ya 0 ya da 1’i temsil ediyor. Üstdüşüm özelliğine sahip olan kuantum bit, yani kübit ise aynı anda her iki konumu temsil edebiliyor.
Bilgiyi oluşturan her bit, bir atomdan diğerine kendi kuantum durumunu bağımsız fotonlar üzerinde haritalandırarak ilerliyor. Bu fotonlar (ışın parçacıkları), fiber optik bir kablo üzerinde hareket ediyor ve ikinci atoma aktarılıyor. İkinci atom, daha sonra elde ettiği bilgiyi yeniden ilk atoma gönderebiliyor veya bir merkez görevi görerek ağdaki diğer tüm atomlara bilgiyi aktarabiliyor.
MPQ’nun direktörü Ignacio Cirac’ın fikriyle ortaya atılan kuantum ağı projesi, birbirine bağlanan ve foton değiş tokuşu yaparak bilgi transfer edebilen iki atom parçacağını temel alıyor. İki atom parçacağı, yansıtma özelliği yüksek aynalardan oluşan optik boşluklara yerleştiriliyor. Atomlar fotonları ortaya çıkardığında, fotonlar birçok şekilde kontrol edilebiliyor ve yönlendirilebiliyor.
LAZER YARDIMI
Bu sistemin oluşturulmasındaki en zor basamaklardan biri, atomların boşluklara yerleştirilmesi. Söz konusu işlem, lazer yardımıyla atomlara müdahale edilmeden gerçekleştirilebiliyor. Bu şekilde, atomun foton ortaya çıkarması kontrol edilebiliyor, bilginin de spesifik bir foton üzerinde depolanması sağlanıyor. İstenildiği zaman, bilgi başka bir fotona aktarılabiliyor.

Alman araştırmacıların kuantum ağı prototipinde kullandığı iki atom parçacağı, aralarında 21 metre mesafe bulunan iki ayrı laboratuarda bulunuyor. Sistemi birbirine bağlamak için 60 metre optik fiber kablo kullanıldı.
Scientific American dergisine konuşan Dr. Stephan Ritter, “Kuantum durumlarının, geleneksel tüm ağların sağlayacağından çok daha iyi bir şekilde transfer edilebileceğini söyleyebiliriz. Profesör Chirac’ın geliştirdiği kuramsal yaklaşımının kullanılabilirliğini gösterdik” dedi.
BİLGİ IŞINLANABİLECEK
Alman araştırmacılar, kuantum fiziğinde ‘arıtılma’ olarak bilinen süreçle, iki atomun konumları ve davranışları arasında bağlantı kurarak, aralarındaki mesafeye bakmaksızın bilgi transferi yapmayı da başardı. Ritter, “Bir kunatum ağının ilk ptrototipini oluşturduk... Atom parçacıkları arasındaki kuantum bilgi transferini tersine çevirmeyi de başardık... Ayrıca, birbirinden uzak iki atom parçacığı arasına bağlantı kurarak, 100 mikro saniyelik arıtılma süreci oluşturabiliyoruz. Normalde bu süreç sadece bir mikro saniye kadar sürüyor. Aralarında büyük mesafe bulunan iki sistemin arasında bağlantı kurabilmek gerçekten çok etkileyici. Böylece, kuantum bilgisinin ışınlanmasını sağlayacak bir kaynak da elde edebiliriz” ifadesini kullandı.
Alman bilim insanı, geliştirecekleri sistemler sayesine bir gün kuantum bilgiyi sadece çok uzak mesafelere taşımakla yetinmeyeceklerini, küresel internet ağının kuantum internete dönüşebileceğini söyledi.



veteknoloji

__________________