Bilim dünyasında çığır açan keşif: İnternet kabloları üzerinden kuantum ışınlanma

İletişimde devrim niteliğinde bir adım atıldı; bilim insanları, daha önce imkansız olarak kabul edilen kuantum ışınlanmasını internet kabloları aracılığıyla gerçekleştirmeyi başardı. Northwestern Üniversitesi mühendisleri, halihazırda internet trafiğini taşıyan bir fiberoptik kablo üzerinden kuantum ışınlanmasını başarıyla gerçekleştiren ilk ekip olarak tarihe geçti.

Bu buluş, bilgiyi herhangi bir mesafeye anında iletmenin pratik bir yolunun bulunduğunu gösteriyor. Kuantum ışınlanmasının mevcut internet altyapısıyla mümkün olması, son derece hızlı ve yenilikçi bir iletişim türünün yakın gelecekte hayatımıza girebileceğini işaret ediyor.

Işınlanma, genellikle bilim kurgu eserlerinde insanların ışık hızında seyahat edebilme yeteneği olarak yer alıyor. Ancak, bu teknolojinin canlılar veya insan boyutundaki nesneler için kullanılabilirliği henüz kanıtlanmış değil.

KUANTUM DOLANIKLIK

Kuantum ışınlanması, kuantum dolanıklık adı verilen bir olguya dayanır. Bu olgu, iki veya daha fazla parçacığın kuantum durumlarının birbirine bağlı hale gelmesiyle oluşur. Bir parçacığın durumu ölçüldüğünde, diğer parçacığın durumu mesafeye bakılmaksızın anında belirlenir. Bu duruma "dolanıklık" denir.

Bu kavramın daha iyi anlaşılabilmesi için sıklıkla kullanılan bir düşünce deneyine bakılabilir: Bu hayali deneyde bir kutuda biri kırmızı, diğeri mavi olmak üzere iki eldiven bulunmaktadır ve bunlar farklı yerlere gönderilir. Eğer bir kutuyu açıp kırmızı eldiveni bulursanız, diğer kutudaki eldivenin mavi olduğunu hemen anlayabilirsiniz.

Kuantum dolanıklığında ise fark şudur: Eldivenler kutular açılana kadar bir renk seçmemiştir. Her ikisi de kırmızı ve mavi olma olasılıklarını taşıyan süperpozisyon durumundadır. Siz bir kutuyu açıp bir eldivenin rengini gördüğünüz anda, diğer kutudaki eldivenin rengi de belirlenmiş olur.

Kuantum dolanıklıkta, iki parçacık arasındaki mesafe ne kadar uzak olursa olsun, birbirleriyle bağlantılıdır. Bu, aralarındaki fiziksel mesafeyi kat etmeleri gerekmeden, bilgi alışverişi yapabilecekleri anlamına gelir.

'YOĞUN BİR OTOYOLDAKİ BİSİKLET GİBİ'

Klasik iletişim yöntemleri, milyonlarca ışık parçacığından oluşurken, kuantum iletişiminde yalnızca bir çift foton (ışık parçacığı) kullanılır. Daha önce araştırmacılar, bu bireysel fotonların, klasik iletişimde kullanılan 'yoğun otoyol'dan geçemeyeceğini düşünüyorlardı.

Bir çift foton, bu yoğun yol boyunca, devasa kamyonların etrafından dolaşmaya çalışan bir bisiklete benzetiliyordu.

Ancak Northwestern Üniversitesi'nden araştırmacılar, bu hassas fotonların yoğun trafikten kaçmalarına olanak sağlayacak bir yol keşfetti. Işığın fiberoptik kablolar içinde nasıl yayıldığını inceleyen ekip, fotonları daha az yoğun bir ışık dalga boyuna yerleştirmeyi başardı.

Bu dalga boyu, diğer sinyallerden daha az parazit alıyor ve fotonların geçişini kolaylaştırıyordu. Ekip, fotonları bu dalga boyuna yerleştirdikten sonra, düzenli internet trafiğinden kaynaklanan gürültüyü azaltmak amacıyla özel filtreler de ekledi.

'KİMSE BUNUN MÜMKÜN OLDUĞUNU DÜŞÜNMÜYORDU'

Northwestern Üniversitesi'nden Prem Kumar ve ekibi, buldukları yeni yöntemi test etmek amacıyla, her iki ucunda dolanık bir foton bulunan 30 kilometre uzunluğunda bir fiberoptik kablo kurdu. Ardından, aynı anda kuantum bilgisi ve geleneksel internet trafiğini bu kablo üzerinden iletmeyi başardılar

Ekip, ışınlanma protokolünü uygularlarken, alıcı uçtaki kuantum bilgisinin kalitesini, kablonun orta noktasında yapılan kuantum ölçümleriyle belirlemeye çalıştı. Sonuç olarak, yoğun internet trafiği geçerken bile kuantum bilgisinin başarıyla iletildiği tespit edildi.

Kumar, bu deneyleri daha uzun mesafelerde tekrar yapmayı planladığını belirtti.

Bilim insanı, "Bu gerçekten heyecan verici çünkü daha önce bunun mümkün olabileceği düşünülmemişti," dedi.

"Çalışmamız, kuantum ve klasik ağların birleşik fiberoptik altyapıyı paylaşmasını sağlayarak, kuantum iletişiminin geleceğine dair yeni bir yol haritası sunuyor. Bu, kuantum iletişimini bir sonraki seviyeye taşımak için önemli bir adım." ifadelerini kullandı.

Haber Kaynağı : 12punto