İsmini, insanlık tarihinde ilk optik deneyler yapan antik Çin felsefecisi ve doğabilimci Micius’tan alan kuantum özellikli uydu, 16 Ağustos Salı günü başarılı bir şekilde fırlatıldı.
Fırlatma, Çin’in kuzeybatısındaki Gobi Çölü’nde bulunan Jiuquan Uydu Fırlatma Merkezi’ndeki “Uzun Yürüyüş-2D” roketi ile gerçekleştirildi. Micius, 500 kilometre yükseklikte güneş eşzamanlı yörüngeye oturduktan sonra her 90 dakikada bir dünyanın çevresinde bir tur atacak.
İki yıllık bir görev süresine sahip olan Micius, uzaydan yeryüzüne ileteceği kırılamaz iletişim anahtarları ile “hack korumalı” bir kuantum iletişim sistemi kurmak ve kuantum fiziğinin en ilginç fenomenlerinden biri olan kuantum dolanıklık fenomenine dair yeni anlayışlar getirmek üzere tasarlandı.
Micius nasıl çalışacak?
Uydu, dolanmış foton çiftleri -özellikleri birbirlerine bağımlı olan atomaltı ışık partikülleri- yaratacak ve her bir çiftin yarısı Çin’de ve Avusturya’da bulunan baz istasyonlarına aktarılacak. Bu işlemde kullanılan özel lazer türü ise türlü dikkat çekici özelliklere sahip. Bunlardan biri, kuantum durumunun değiştirilemeden gözlemlenemediği “gözlemci etkisi” olarak biliniyor. Yani, uydu tarafından belirli bir kuantum durumunda yaratılan şifreleme anahtarı, ona yapılacak herhangi bir müdaheleyi anında açığa çıkarıyor ve aynı zamanda mevcut anahtarı değiştirerek kullanılamaz hale getiriyor. Bu da sistemin kırılamaz bir yapıya sahip olmasını sağlıyor. Sistemin sorunsuz bir şekilde çalışması halinde, şifreli iletişim sistemlerinin en temel sorunlarından biri -anahtarların müdahale edilmeden iletilmesi sorunu- çözülmüş olacak; şifrelenmiş mesajın kendisi anahtar değişiminden sonra normal bir şekilde iletilebilecek. Projeyi yöneten Wang Jianyu, yapılacak işlemin “deniz seviyesinden 100.000 metre yüksekte uçan bir uçaktan, dönen bir kumbaraya bir bozuk para fırlatmakla aynı olacağını” ifade ediyor.
Neden Çin?
Çin Halk Cumhuriyeti’nin en son yapılan beş yıllık kalkınma planında temel bilimsel araştırmalara çok büyük miktarlarda para tahsis etmesi, onu bu alanda dünya çapında en ön sıralara taşıyor. Aynı zamanda Çin Halk Cumhuriyeti henüz kanıtlanmamış teknolojiler konusunda “risk almaya” da oldukça yatkın bir ülke. Ancak, ÇHC liderliğinde yürüyen Uzay Ölçeğinde Kuantum Deneyleri (QUESS) Projesine Avusturya da dahil olmuş durumda.
Çin’in uygulamaya soktuğu bu fikri Avrupa Uzay Ajansı’na (ESA) ilk öneren isim olan Viyana Üniversitesi’nden fizikçi Anton Zeilinger ise şimdilerde daha önceden doktorasını denetlediği Çin Bilimler Akademisi’nden Pan Jianwei’nin altında çalışıyor.
Bu projeye dair Çin Halk Cumhuriyeti dışında çalışan ülkeler de var, ancak onların projeleri daha ufak çapta ve daha az riskli. Kanada, ABD, Avrupa Uzay Ajansı ve diğerleri de sahaya girmiş durumda. İngiltere’nin Strathclyde Üniversitesi, Singapur Ulusal Üniversitesi ile birlikte ufak uydular üzerinde kuantum deneyleri gerçekleştirmek üzere ortak bir takım oluşturdu. Ancak bugüne kadarki en iddialı proje ÇHC’ye ait. Eğer bu girişim başarısızlıkla sonuçlanırsa, diğerlerinin “dikkati” anlaşılır görünebilir. Ancak başarılı olursa, diğer ülkeler ÇHC ile “yakalamaca oynamak” zorunda kalacak.
Ancak ilk veriler alındı bile! Dünyanın kuantum özellikli ilk uydusunun fırlatılmasından bir gün sonra, ilk veriler 17 Ağustos Çarşamba günü Pekin yakınlarında bulunan Miyun’daki Çin Uzaktan Algılama Uydu Yer İstasyonu’na ulaştı. İyi kalitedeki 202MB’lik veri Çin’in Ulusal Uzay Bilimleri Merkezi’ne iletildi.
Kuantum iletişim sistemleri ilk defa mı kullanılıyor?
Fiber-optik kuantum anahtar dağıtım ağları Avrupa, ABD ve Çin’de halihazırda bulunuyor olsa da, daha önce bu sistem uzaydan denenmiş değil. Her ne kadar sinyaller mesafeye oranla zayıflasa da, proje sinyalleri çoğunlukla uzaydan göndererek minimuma indirmeyi hedefliyor. Ancak fizik kanunları bir yana, uzayda inanılmaz bir hızla seyrederken ateşlenen atomaltı parçacıkların büyük bir mesafe kat ederek yüzyedeki belirli hedeflere ulaşması gibi bir mesele daha var.
Projenin Çin Bilimler Akademisi ile birlikte baş biliminsanı görevini yürüten Pan Jianwei, projeyle ilgili olarak “Eğer Çin dünya yörüngesine daha fazla kuantum iletişim uydusu gönderirse, küresel bir kuantum iletişim ağının 2030 senesi dolaylarında kurulmasını bekleyebiliriz” ifadesini kullanıyor.
Biliminsanları bu projeyle birlikte savunma, askeri ve finans gibi alanlarda yeni nesil iletişim sisteminin uygulanmasına dair büyük umutlar besliyorlar ve bu yeni nesil teknolojinin önümüzdeki on yıllarda insanlığın gelişimini olumlu yönde değiştireceğini öngörüyorlar.
Kaynaklar
– http://www.bbc.com/news/world-asia-china-37091833
– http://english.cas.cn/head/201608/t20160816_166483.shtml
– http://www.chinadaily.com.cn/china/2016-08/18/content_26527037.htm
