Kuantum İletişiminde Çığır Açan Gelişmeler

Deneyi yöneten Northwestern Üniversitesi’nden bilgisayar mühendisi Prem Kumar, “Bu gerçekten heyecan verici bir durum çünkü kimse bunun mümkün olabileceğini düşünmüyordu. Çalışmamız, kuantum ve klasik ağların birleşik bir fiber optik altyapı üzerinde bir arada kullanılabilmesi için bir yol sunuyor. Bu, kuantum iletişim sistemlerini bir sonraki aşamaya taşımanın kapısını aralıyor.” şeklinde açıklamalar yaptı.

Star Trek’teki anlık taşıma sistemlerine benzetilen bu süreç, aslında bir nesnenin kuantum durumunun başka bir nesneye aktarılmasıyla gerçekleşiyor. Ancak bu aktarım, kuantum durumunun dikkatlice yok edilmesi ve aynı olasılık dengesinin farklı bir noktadaki başka bir nesneye yüklenmesiyle sağlanıyor. Kuantum durumlarının bu şekilde aktarılabilmesi için aradaki bağlantının hâlâ bir bilgi dalgası aracılığıyla sağlanması gerektiği unutulmamalıdır.

Bu süreçte, kuantum durumlarının korunması önemli bir zorluk teşkil ediyor. Çünkü elektromanyetik dalgalar ya da hareket eden parçacıkların ısısal etkisi, kuantum durumlarının hızla dağılmasına ve “dekoherans” denilen duruma yol açabiliyor.

Araştırmacılar, internet trafiği sırasında 400 gigabit/saniye hızında veri akışı içinde tek bir fotonun kuantum durumunu korumayı başardılar. Bunu başarmak için çeşitli teknikler uygulayan ekip, fotonun kanalını sınırlandırarak karışma ve dağılma olasılığını en aza indirdi. Prem Kumar, “Işığın nasıl dağıldığını dikkatle inceledik ve fotonlarımızı bu dağılım mekanizmasının en az olduğu noktalara yerleştirdik. Böylece klasik kanalların aynı anda mevcut olduğu durumlarda bile kuantum iletişimini müdahale olmadan gerçekleştirebildik.” ifadelerini kullandı.

Bu başarı, kuantum iletişimlerinin mevcut internet altyapısında klasik veri akışıyla birlikte kullanılabileceğini gösteren ilk somut kanıt olarak kabul ediliyor. Kumar, “Uzun süredir kimse, ışık parçacıklarını iletmek için özel bir altyapı inşa etmeyeceğimizi varsayıyordu. Eğer dalga boylarını doğru seçersek, yeni bir altyapı inşa etmemize gerek kalmayacak. Klasik iletişimler ve kuantum iletişimler bir arada var olabilir.” şeklinde vurguladı.