ABD’li bilim insanları, 2024 yılında bilim kurguya benzer bir başarıya imza attı: Yoğun internet trafiği altındaki sıradan fiber optik kablolar üzerinden bir kuantum ışık durumunu yaklaşık 30 kilometre uzaklığa başarıyla “ışınladılar”.
Northwestern Üniversitesi'nden bilgisayar mühendisi Prem Kumar’ın liderliğini yaptığı araştırma, daha önce imkânsız olduğu düşünülen bu teknolojinin artık mevcut altyapı üzerinde çalışabileceğini gösteriyor.
Kumar, "Bu inanılmaz heyecan verici çünkü kimse bunun mümkün olduğunu düşünmüyordu," diyerek keşfin önemini vurguluyor.
TELEPORTASYON NEDİR?
Kuantum teleportasyon, nesnelerin fiziksel taşınmasından ziyade, kuantum durumlarının bir noktadan başka bir noktaya aktarılmasıdır. Bu işlem sırasında orijinal kuantum durumu yok edilirken, aynı olasılık dengesine sahip başka bir parçacık hedef noktada oluşturulur.
Kuantum dolaşıklık (entanglement) yoluyla birbirine bağlanan parçacıklar, birbirinden ne kadar uzakta olursa olsun birinde yapılan ölçüm diğerini de anında etkiler. Ancak bu bilgi akışının tamamlanması için hâlâ klasik bilgi iletimi gerekir.
IŞIĞIN ZAYIF KUANTUM DURUMU KORUNDU
Kuantum bilgileri çok hassastır; klasik iletişim sinyalleri, sıcaklık ve fiziksel hareket gibi dış etkilerle dekoheransa (kuantum özelliğini kaybetme) uğrayabilir.
Özellikle bir fotonu, saniyede 400 gigabit veri akışı taşıyan internet trafiğiyle aynı fiber kablo üzerinden göndermek, “kuantum pamuk şekeri”ni Mississippi Nehri’ne atmak gibidir — çözülmeden ulaşması neredeyse imkânsız.
Araştırmacılar, fotonları doğru dalga boylarında ve ışık saçılmasının en az olduğu bölgelerde konumlandırarak bu sorunu aştı. Kumar şöyle açıklıyor:
“Işığın nasıl dağıldığını dikkatle inceledik ve saçılmanın en az olduğu noktayı belirledik. Böylece klasik kanallarla karışmadan kuantum iletişimi gerçekleştirdik.”
GELECEKTE NELER MÜMKÜN?
Daha önce bazı ekipler, kuantum veri iletimini sadece simülasyon ortamlarında test etmişti. Ancak Kumar’ın ekibi, gerçek internet trafiğiyle eşzamanlı olarak ilk kez kuantum ışık teleportasyonu yapmayı başardı.
Bu başarı, gelecekte kuantum internet, gelişmiş şifreleme, yüksek hassasiyetli sensörler ve birbirine bağlı kuantum bilgisayarlar gibi birçok alanda devrim yaratabilir.
Kumar, "Doğru dalga boylarını seçersek, yeni altyapılar kurmamıza gerek kalmadan klasik ve kuantum iletişim bir arada çalışabilir," diyor.