Almanya'daki Stuttgart Üniversitesi'nden bir bilim insanı ekibinin öncülük ettiği çığır açan bir deney, kuantum internetini gerçeğe dönüştürme yolunda önemli bir kilometre taşını temsil ediyor. Fizikçiler, daha önce eşi benzeri görülmemiş bir başarıya imza atarak, ayrı ışık kaynaklarından üretilen fotonlar arasında ilk kez bir kuantum durumunu ışınladı.
Bu gelişme, mühendislerin kuantum bilgilerini, 'kuantum noktaları' adı verilen özel aygıtlardan oluşan tekrarlayan istasyonlar aracılığıyla uzun mesafeler boyunca kayıp veya bozulma olmadan aktarabilmesini sağlıyor. Normal internet kablolarında veri taşıyan ışık sinyalleri yükselticilerle güçlendirilirken, kuantum bilgilerinin aktarımı için neredeyse birebir aynı fotonları üretebilen ışık kaynaklarına ihtiyaç duyuluyor.
Yüksek kontrol yeteneğine sahip fotonlar yayan özel yarı iletkenler bu görevi üstlenebilir. Kuantum noktaları olarak bilinen bu yapılar, inanılmaz derecede hassas frekanslarda ışık dalgaları yayabilir, bu da farklı kuantum noktalarından çıkan fotonları ayırt edilemez hale getirir.
Bilim insanları şimdi, iki ayrı kuantum noktasından gelen fotonlar arasındaki kuantum bilgisini başarıyla ışınlayarak, bu yöntemin kuantum verilerini ağlar boyunca güvenli bir şekilde saklamanın bir yolu olabileceğini kanıtladılar.
Stuttgart Üniversitesi'nden fizikçi Peter Michler'in belirttiği gibi, "Dünya genelinde ilk kez, iki farklı kuantum noktasından kaynaklanan fotonlar arasında kuantum bilgisi aktarmayı başardık."
Kuantum fizikçilerinin bu tür deneyler için kullandığı 'ışınlanma' terimi, aslında fotonların bir yerden kaybolup başka bir yerde belirmesi anlamına gelmiyor. Burada aktarılan şey, bir kuantum durumudur.
Bir foton çifti arasında bir kuantum durumunun aktarılabilmesi için, iki parçacığın belirsiz bir kuantum formunda olması ve daha da önemlisi, birbirinden ayırt edilemez olması gerekir. Bu özellikler, aynı kaynaktan geldiklerinde kolayca elde edilebilir. Ancak farklı kaynaklar, fotonların küçük farklılıklar taşımasına neden olabilir.
Kuantum noktaları, bu farklılıkları sınırlayarak, tamamen farklı kaynaklar kullanılarak tamamen ayrı konumlardan ışınlanmanın gerçekleşmesine olanak tanır.
Dahası, araştırmacıların yürüttüğü deneylerde, günümüzdeki çevrimiçi ağlarda kullanılan standart optik fiber kablolar kullanıldı. Mevcut altyapının kullanımı, kuantum internetini çalışır hale getirmede kilit rol oynayacak.
Michler, "Farklı kuantum noktalarından gelen fotonlar arasında kuantum bilgisi aktarmak, daha büyük mesafeleri aşmak için kritik bir adımdır" diye ekliyor.
Bilim insanları, kuantum internetinin mevcut teknolojilerimizin ne kadarını kullanacağını hala tam olarak belirlemeye çalışıyor. Ancak kuantum katmanı, güvenlik ve bütünlük açısından hayati önem taşıyacak; eğer bunu yeterince uzun mesafelerde çalıştırabilirsek. Mevcut çalışmanın kurulumu, yaklaşık 10 metre uzunluğunda bir optik fiber içeriyordu.
Hala yapılması gereken çok iş var. Araştırmacılar, bu teknolojinin çalışabildiği mesafeyi artırmayı ve mevcut %70'in biraz üzerindeki ışınlanma başarı oranını iyileştirmeyi hedefliyor.
Araştırmacılar, "Bu sonuçlar, kuantum noktası tabanlı teknolojinin olgunluğunu gösteriyor ve gelecekteki kuantum iletişimi için önemli bir yapı taşı olduğunu ortaya koyuyor" sonucuna varıyor.
Bu önemli araştırma, Nature Communications dergisinde yayımlandı.
