Dünyada Bir İlk Olarak Kuantum Bilgisayarlar Arasında Teleportasyon Gerçekleştirildi

Aktarım Oxford Üniversitesi laboratuvarında yalnızca iki metrelik (yaklaşık altı fit) bir alanda gerçekleşmiş olsa da, bu atılım kuantum durumlarını bağlı sistemlerden oluşan bir 'internet' üzerinden teleport ederek kuantum teknolojisini ölçeklendirmenin fizibilitesini vurgulamak için fazlasıyla yeterli oldu.

Teleportasyon, ölçüm süreçleri onları her bir durumu benimsemeye zorlayana kadar nesnelerin olası özelliklerden oluşan bir bulanıklık içinde var olduğu, yalnızca kuantum merceğinden bakıldığında anlam kazanan bir fizik tuhaflığıdır.

Dolanıklık olarak bilinen bir eylemde farklı nesnelerin karar verilmemiş durumlarını karıştırarak ve daha sonra biri üzerinde yapılacak doğru ölçüm türlerini dikkatlice seçerek, cevapları kullanarak dolanık bir nesneyi orijinal nesnenin kuantum kimliğini benimsemeye (ve yok etmeye) zorlamak mümkündür.

Bu, yolcuları uzay boşluğunda göz açıp kapayıncaya kadar taşıyacak türden bir teleportasyon olmayabilir, ancak bir kuantum işlemcide mantıksal işlemler için gerekli olan bilgi bulanıklığını paylaşmak için mükemmeldir.

Oxford Üniversitesi'nde fizikçi olan başyazar Dougal Main, “Kuantum teleportasyona ilişkin önceki gösterimler, kuantum durumlarının fiziksel olarak ayrılmış sistemler arasında aktarılmasına odaklanmıştı” diyor.

“Bizim çalışmamızda, kuantum teleportasyonu bu uzak sistemler arasında etkileşimler yaratmak için kullanıyoruz.”

Klasik bilgisayarlar bilgi bitleri üzerinde hesaplama dizileri gerçekleştirmek için ikili 'açma veya kapama' anahtarları kullanırken, kuantum bilgisayarlar kübit olarak bilinen ve tipik olarak yüklü bir atom gibi yüksüz bir parçacığın basit bir özelliğinde temsil edilen matematiksel olarak karmaşık olasılık dağılımlarını kullanır.

Bu süreci pratik hale getirmek için, bu tür yüzlerce hatta binlerce parçacığın henüz karar verilmemiş durumlarının birbirleriyle kısıtlı bir şekilde dolaştırılması, araya kendi olasılıklarını sokan ve hesaplamaları karıştıran müdahaleci nesnelerin olmaması gerekir.

Mevcut teknolojiyi bu seviyeye ölçeklendirmek, hassas kuantum durumlarını ölçülebilecekleri kadar uzun süre korumak için hata düzeltme süreçleri veya koruma gerektiren engeller nedeniyle karmaşıktır.

Bir dizi küçük işlemciyi bir ağ üzerinden birbirine bağlayarak bir tür kuantum süper bilgisayarı oluşturmak da başka bir çözüm. Kuantum bilgisi bir ışık dalgası şeklinde iletilebilse de, durumunun yol boyunca geri döndürülemez şekilde bozulma potansiyeli bunu pratik bir seçenek olmaktan çıkarmaktadır.

Işınlanma, ölçümlerin eski usulle, yani güvenilir ikili veriler aracılığıyla alınmasını gerektirir. Bir kez gönderildikten sonra, alıcı uçtaki işlemler kendi dolaşık parçacıklarını orijinaline benzeyene kadar değiştirebilir.

Oxford Üniversitesi deneyinde teleport edilen spin durumunun çok önemli kuantum bulanıklığı, orijinaliyle yüzde 86 oranında eşleşti ve Grover algoritması olarak bilinen basit bir işlem için bir mantık kapısı olarak hizmet etmesi için fazlasıyla yeterli oldu ve bu da iki kuantum işlemcisinde yüzde 71 verimlilikle başarılı oldu.

Main, “Modülleri fotonik bağlantılar kullanarak birbirine bağlayarak sistemimiz değerli bir esneklik kazanıyor ve modüllerin tüm mimariyi bozmadan yükseltilebilmesine veya değiştirilebilmesine olanak tanıyor” diyor.

Bir kuantum ağını yeniden yapılandırma seçeneklerine sahip olmak, bu teknolojinin uygulamalarını çeşitlendirebilir ve bilgisayar ağlarını fiziği en temel düzeyde ölçebilen ve test edebilen araçlara dönüştürebilir.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.