Kuantum Işınlama İlk Kez İnternet Üzerinden Gerçekleştirildi

ABD'deki araştırmacılar tarafından 2024 yılında gerçekleştirilen etkileyici gösteri, sabah trafiğini atlatmak için işe ışınlanmanıza ya da en sevdiğiniz kedi videolarını daha hızlı indirmenize yardımcı olmayabilir.

Ancak, kuantum durumlarını mevcut altyapı üzerinden ışınlama yeteneği, kuantum bağlantılı bir bilgi işlem ağı, gelişmiş şifreleme veya güçlü yeni algılama yöntemleri elde etme yolunda muazzam bir adımı temsil ediyor

Çalışmayı yöneten Northwestern Üniversitesi bilgisayar mühendislerinden Prem Kumar, “Bu inanılmaz derecede heyecan verici çünkü kimse bunun mümkün olabileceğini düşünmemişti” diyor.

“Çalışmamız, birleşik bir fiber optik altyapıyı paylaşan yeni nesil kuantum ve klasik ağlara giden yolu gösteriyor. Temel olarak, kuantum iletişimini bir sonraki seviyeye taşımanın kapısını açıyor.”

Yolcuları göz açıp kapayıncaya kadar zaman ve mekânda hayalet gibi gezdiren Star Trek ulaşım sistemleriyle benzerlik gösteren ışınlanma, bir konumdaki bir nesnenin kuantum olasılıklarını alır ve onu dikkatlice yok ederek aynı olasılıklar dengesini başka bir konumdaki benzer bir nesneye zorlar.

İki nesneyi ölçme eylemleri kaderlerini aynı anda mühürlese de, kuantum kimliklerini dolaştırma süreci yine de uzaydaki noktalar arasında tek bir bilgi dalgası göndermeyi gerektirir.

Bir bahar yağmurundaki peri masalı gibi, herhangi bir nesnenin kuantum durumu, yaratıldıktan dakikalar sonra gerçekliğin içinde erime riski taşıyan belirsiz bir olasılık ifadesidir. Elektromanyetik radyasyon dalgaları ve hareket eden parçacıkların termal çarpışması ve öğütülmesi, bir şekilde korunmadığı takdirde kuantum anlamını hızla tutarsızlığa indirger.

Bilgisayarların içindeki kuantum durumlarını korumak bir şeydir. Kuantum durumunu korurken tek bir fotonu banka işlemleri, kedi videoları ve kısa mesajlarla uğuldayan optik fiberler aracılığıyla göndermek çok daha ürkütücüdür. Kuantum peri ipinizi Mississippi'ye atıp sonunda tadının da aynı derecede güzel olmasını umabilirsiniz.

Yalnız fotonlarının değerli durumunu saniyede 400 gigabitlik internet trafiğine karşı korumak için araştırmacılar ekibi fotonun kanalını kısıtlayan ve dağılıp diğer dalgalarla karışma olasılığını azaltan çeşitli teknikler uyguladı.

Kumar, “Işığın nasıl saçıldığını dikkatle inceledik ve fotonlarımızı bu saçılma mekanizmasının en aza indirildiği yargısal bir noktaya yerleştirdik” diyor.

“Aynı anda mevcut olan klasik kanallardan parazit almadan kuantum iletişimi gerçekleştirebileceğimizi gördük.”

Diğer araştırma grupları internet simülasyonlarında klasik veri akışlarının yanı sıra kuantum bilgisini başarıyla iletirken, Kumar'ın ekibi gerçek bir internet akışının yanı sıra bir kuantum durumunu ışınlayan ilk ekip oldu.

Her test, kuantum internetin kaçınılmaz olduğunu ve bilgi işlem mühendislerine, interneti yeniden keşfetmeye gerek kalmadan, dünyamızı daha önce hiç olmadığı gibi ölçmek, izlemek, şifrelemek ve hesaplamak için yepyeni bir araç seti sunduğunu gösteriyor.

Kumar, “Kuantum ışınlanma, coğrafi olarak uzak düğümler arasında güvenli bir şekilde kuantum bağlantısı sağlama yeteneğine sahiptir” diyor.

“Ancak pek çok insan uzun zamandır kimsenin ışık parçacıklarını göndermek için özel bir altyapı inşa etmeyeceğini varsayıyor. Eğer dalga boylarını doğru seçersek, yeni bir altyapı inşa etmek zorunda kalmayız. Klasik iletişim ve kuantum iletişimi bir arada var olabilir.”

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.