Bilim dünyasında daha önce imkansız olarak görülen bir başarıya imza atıldı. 2024 yılında, yoğun internet trafiğinin ortasında, 30 kilometreden uzun fiber optik kablo üzerinden bir ışık kuantum durumu başarıyla ışınlandı. ABD'li araştırmacıların gerçekleştirdiği bu etkileyici çalışma, günlük hayatımızda hemen işe ışınlanmamızı veya daha hızlı kedi videoları indirmemizi sağlamasa da, mevcut altyapı üzerinden kuantum durumlarının ışınlanabilmesi, kuantum hesaplama ağı, gelişmiş şifreleme ve yeni hassas algılama yöntemleri gibi alanlarda devrim niteliğinde bir adım anlamına geliyor.
Çalışmayı yöneten bir mühendis, bu başarının inanılmaz heyecan verici olduğunu ve kimsenin bunu mümkün görmediğini belirtti. Bu çalışma, hem klasik hem de kuantum ağlarının birleşik fiber optik altyapısını paylaşmasının yolunu açıyor ve kuantum iletişimi bir sonraki seviyeye taşıyor.
Yıldız Savaşları serisindeki ışınlanma sistemlerine benzetilebilecek kuantum ışınlanması, bir konumdaki nesnenin kuantum durumunun, dikkatlice yok edilerek başka bir konumdaki benzer bir nesneye aynı olasılık dengesinin zorla aktarılması prensibine dayanıyor. İki nesnenin kuantum kimliklerinin dolanıklık süreci hala uzaydaki noktalar arasında tek bir bilgi dalgasının gönderilmesini gerektiriyor.
Bir kuantum durumu, yaratıldıktan kısa bir süre sonra gerçeğe dönüşme riski taşıyan bir olasılık bulutu gibidir. Elektromanyetik radyasyon dalgaları ve parçacıkların termal hareketleri, kuantum durumunu hızla bozar. Kuantum durumlarını bilgisayarlar içinde korumak bir şey iken, banka işlemleri, kedi videoları ve metin mesajlarıyla dolu optik fiberler üzerinden tek bir fotonu koruyarak göndermek çok daha zorlu bir görevdir.
Araştırma ekibi, tek fotonun değerli kuantum durumunu saniyede 400 gigabitlik internet trafiğine karşı korumak için çeşitli teknikler kullandı. Fotonun kanalını kısıtlayarak ve diğer dalgalarla karışma olasılığını azaltarak bu başarıyı elde ettiler. Işığın nasıl saçıldığını dikkatlice inceleyerek, saçılma mekanizmasının en aza indirildiği stratejik bir nokta belirlediler. Bu sayede, klasik kanallardan gelen parazitler olmadan kuantum iletişimi gerçekleştirebildiler.
Daha önceki araştırmalar simülasyon ortamlarında klasik veri akışlarıyla birlikte kuantum bilgi aktarımını başarmış olsa da, bu ekip gerçek bir internet akışıyla birlikte kuantum durumunu ışınlayan ilk çalışma oldu. Bu tür her deneme, kuantum internetinin kaçınılmaz olduğunu ve hesaplama mühendislerine, interneti yeniden icat etmek zorunda kalmadan dünyamızı ölçmek, izlemek, şifrelemek ve hesaplamak için yepyeni araçlar sunacağını gösteriyor.
Kuantum ışınlanmasının, coğrafi olarak uzak düğümler arasında güvenli kuantum bağlantısı sağlama potansiyeli taşıdığı belirtiliyor. Ancak birçok kişi, parçacık ışınlamak için özel altyapı kurulmayacağını düşünüyordu. Eğer doğru dalga boyları seçilirse, yeni altyapı kurmaya gerek kalmadan klasik ve kuantum iletişimi bir arada var olabilecek.
