Kuantum Işınlama, İletişim Kanallarındaki Kayıpları Önlemek İçin Kullanılabilir

Griffith Üniversitesi, Queensland Üniversitesi, New South Wales Üniversitesi ve ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nden bilim insanları, her türlü iletişim kanalında (örneğin internet veya telefon) meydana gelen ve keşfedilen doğal kayıplarla ilgili sorunları vurguladılar.

Kuantum Dinamiği Merkezi'nde ve Kuantum Hesaplama ve İletişim Teknolojisi Merkezi'nde araştırmacı olan Dr. Sergei Slussarenko, “Bulgu, bugünün web'iyle erişilemeyen benzeri görülmemiş yetenekler getirecek olan 'kuantum internetini” uygulamaya yönelik önemli bir adım” dedi.

"Bu çalışma, bir kanalın performansını iyileştiren bir hata azaltma yöntemini gösteren ilk çalışmadır."

“İlk olarak, kanalımız aracılığıyla iletilen ham verilere baktık ve yöntemimizle, onsuz olduğundan daha iyi bir sinyal görebildik” diye ekledi.

"Deneyimizde, önce kayıp yoluyla bir foton gönderdik - bu foton herhangi bir yararlı bilgi taşımıyordu, bu yüzden kaybetmek büyük bir sorun değildi."

“Daha sonra, gürültüsüz lineer amplifikatör adı verilen bir cihaz aracılığıyla kaybın etkilerini düzeltebiliriz. Kaybedilen kuantum durumunu geri kazanabildik, ancak her zaman başarılı olmadı; bazen başarısız oluyor."

“Ancak, kurtarma başarılı olduğunda, iletmek istediğimiz bilgiyi şimdi düzeltilmiş taşıyıcıya ışınlamak ve kanaldaki tüm kayıpları önlemek için kuantum durum ışınlaması adı verilen başka bir tamamen kuantum protokolü kullanıyoruz.”

Kuantum teknolojileri, bilgi tabanlı toplumumuzda devrim niteliğinde değişiklikler vaat ediyor, bir kuantum iletişimi, verileri üçüncü bir tarafça erişilmesi imkânsız olacak şekilde son derece güvenli bir şekilde iletmek için bu çalışmada gösterilene benzer yöntemler geliştiriyor.

Dr. Slussarenko, "Kısa mesafeli kuantum şifreleme zaten ticari olarak kullanılıyor, ancak küresel bir kuantum ağı uygulamak istiyorsak, foton kaybı kaçınılmaz oluyor" dedi.

"Çalışmamız, bu uzun mesafeli iletişim ağının önemli bir bileşeni olan sözde bir kuantum rölesi uyguluyor."

"Klonlama yok teoremi, bilinmeyen kuantum verilerinin kopyalarını yapmayı yasaklar, bu nedenle bilgi taşıyan bir foton kaybolursa, taşıdığı bilgi sonsuza kadar yok olur."

"Uzun mesafeli çalışan bir kuantum iletişim kanalı, bu bilgi kaybını azaltmak için bir mekanizmaya ihtiyaç duyuyor, bu tam olarak bizim deneyimizde yaptığımız şeydi."

Bu çalışmadaki bir sonraki adım, hataları ekibin uzun mesafeli kuantum kriptografisini uygulayabileceği bir düzeye indirmek ve yöntemi fiber tabanlı internet için kullanılanlar gibi gerçek hayattaki optik altyapıyı kullanarak test etmek olacaktır.

Araştırma, Nature Communications dergisinde yayınlanan bir makalede anlatılıyor.