Kuantum İnternete Doğru Büyük Bir Adım Atıldı

Delft Üniversitesi'nden araştırmacılar, şimdiye kadar yapılmış en gelişmiş bilgisayarları birbirine bağlayacak yeni nesil ağ olan kuantum internetin yaratılmasına yönelik küçük ama önemli bir adım attılar.

Üç düğümlü bir kuantum ağındaki komşu olmayan iki düğüm arasında kuantum ışınlama gerçekleştirdiler. Türünün ilk örneği olan bu buluş, kuantum bilgisayarlar arasında doğru ve güvenli bilgi aktarımında temel teşkil ediyor. Başarının detayları Nature dergisinde rapor edildi.

Kuantum bilgisayarlar, ilaç modellemesinden evrenin incelenmesine kadar karmaşık hesaplamada devrim yaratmaya hazır, gelişmekte olan bir teknolojidir. Kuantum mekaniğinin kendine özgü özellikleri sayesinde en gelişmiş süper bilgisayarı bile kolayca geride bırakabilirler - ancak bu özellikler çok benzersiz teknolojik zorluklar sunar. Aslına uygun aktarımlar yapmak için kuantum ışınlamaya ihtiyacınız var. Yan yana iki düğüm arasında kuantum ışınlanmasının mümkün olduğu gösterilmişti ve bu çalışma, arada üçüncü bir düğüm olduğunda bile kuantum bilgilerinizi aktarabileceğinizi gösteriyor.

https://www.youtube.com/watch?v=vBjxI-5Fb4U

İşlem şöyle gerçekleşir:

Birinci Adım, bitişik olmayan iki düğüm A ve C'yi (veya Alice ve Charlie'yi) dolanık bir durumda yerleştirerek ışınlayıcının oluşturulmasıdır. Bu, başka bir eğlenceli ve şaşırtıcı kuantum mekaniksel özelliktir. Dolanık bir durumun özellikleri, bileşenleri evrenin karşı tarafına yerleştirilmiş olsa bile anında değişir. Ve bu değişiklik göreliliği ihlal etmiyor (ancak Dördüncü Adımda buna daha fazla değiniliyor).

Bu, ara düğüm B (veya Bob) kullanılarak yapılır. Önce Alice ve Bob birbirine dolanır, ardından Bob ve Charlie birbirine dolanır. Ardından, Bob üzerinde yapılan özel bir ölçüm sayesinde – kuantum mekaniksel “el çabukluğu” olarak adlandırılan bir şey – Alice ve Charlie birbirine dolanır.

İkinci Adım, kuantum bitinin veya kübitin hazırlanmasıdır. Tıpkı bilgisayarınızdaki veya cep telefonunuzdaki normal bitin bilgiyi kodladığı gibi, bir kübit de öyle, ancak daha fazla kuantum mekaniksel güce sahip. Bu Charlie düğümünde yapılır.

Kübitinize ve ışınlayıcınıza sahip olduğunuzda, Üçüncü Adıma sahip olursunuz: gerçek ışınlanma. Charlie düğümünde belirli bir ölçüm yapıldığında, oradaki bilgiler kaybolur - ancak kuantum mekaniğinin özellikleri sayesinde, Alice düğümünde yeniden güvenli ve sağlam görünür.

Bu, iki düğümü bir şekilde milyarlarca ışıkyılı uzağa yerleştirebilseniz bile, anında gerçekleşir. Bununla birlikte, bilgi ışık hızından daha hızlı seyahat etmemiştir, çünkü Alice'in bilgiyi kübitten çıkarmasının tek yolu Charlie'den alınan ölçüm sonucunu kullanmaktır. Yani Dördüncü Adım, en fazla ışık hızında gerçekleşen bu aktarımdır. Bu, Alice'in doğru işlemi gerçekleştirmesini ve kuantum bilgisini dışarı çıkarmasını sağlar. Işınlama, Delft ekibinin deneylerinde işe yaradı.

Ekip şu anda Birinci Adım ve İkinci Adım arasında geçiş yapmanın yollarını araştırıyor, çünkü önce bilgilerinize sahip olmak ve ardından sistemleri hareket ettirmek için birbirine bağlamak daha mantıklı olacaktır. Ancak, kuantum mekaniğinde kübitlerinizi hatasız bir şekilde depolamak çok zordur.

Quantum internet hala on yıldan fazla bir süre uzakta, ancak bunun gibi çalışmalar, iletişimin geleceğinin nasıl görüneceğine dair fikir veriyor.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.