Rekor Kıran Deney, Birbirinden 33 Kilometre Uzak İki Atomu Kuantum Dolandırıyor

Ludwig Maximilian Üniversitesi'ndeki (LMU) fizikçiler, iki rubidyum atomunu 33 kilometrelik fiber optik kablo boyunca başarıyla bağlayarak yeni bir kuantum dolanıklık rekoru kırdılar. Başarı, bir ağdaki düğümler arasında anında bilgi aktarımına izin verecek olan kuantum internet arayışında önemli bir kilometre taşını temsil ediyor.

Kuantum dolanıklık, iki parçacığın, birini değiştirmenin diğerini anında değiştirecek şekilde eşleşmesini ifade eder. Ayrıca, bir parçacığın durumunu ölçmek size otomatik olarak diğerinin durumu hakkında bilgi verir.

Nature dergisinde yazan çalışma yazarları, LMU kampüsündeki farklı binalarda yaklaşık 700 metre arayla bulunan iki atomu nasıl dolandırdıklarını anlatıyor. İki konum, çok sayıda bobinden geçen ve 33 kilometre uzunluğunda ölçülen bir fiber optik kablo ile bağlandı.

Bu tür parçacıkları fiber optikler boyunca iletmek için yapılan önceki girişimler başarısız olmuştu, çünkü elektromanyetik spektrumun görünür ışık aralığına düşen bir dalga boyuna sahip fotonlar, kaybolmadan önce kabloda sadece birkaç kilometre ilerleme eğilimindeydi.

Bu nedenle ekip, fotonların dalga boyunu 780'den 1.517 nanometreye, ışığın fiber optik boyunca iletilmesi için ideal frekans aralığı olan yaklaşık telekom dalga boyu 1.550 nanometreye eşit olacak şekilde, artırmak için "polarizasyonu koruyan kuantum frekans dönüşümü" kullandı.

Bu, fotonların, sonunda bir alıcı tarafından yakalandıkları kabloda rekor kıran yolculuklarını atlatmalarını sağladı. Bu noktada fotonların ortak bir ölçümü alındı, böylece birbirlerine dolandılar. Her foton, yayıldığı rubidyum atomuyla zaten dolanmış olduğundan, bu süreç sonuçta iki atomun birbirine dolanmasına neden oldu.

Dolanık hale geldikten sonra, iki atom daha geniş bir iletişim ağı içinde "kuantum bellek" düğümleri olarak hareket etme potansiyeline sahiptir. Daha da önemlisi, bunun fiber optik kablolar kullanılarak elde edilmiş olması, mevcut telekom altyapıları kullanılarak böyle bir ağ oluşturma olasılığını artırmaktadır.

Baş yazar Tim van Leent yaptığı açıklamada, "Deneyimizin önemi, aslında iki durağan parçacığı, yani kuantum bellekler olarak işlev gören atomları, birbirine dolandırmamızdır." dedi. "Bu, fotonları dolandırmaktan çok daha zor, ancak çok daha fazla uygulama olanağı sunuyor."

Daha doğrusu, ortak yazar Harald Weinfurter, "deneyin, mevcut fiber optik altyapıya dayalı kuantum internete giden yolda önemli bir adım olduğunu" açıkladı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.