Ana Sayfa Bilim Gündemi Kuantum ışınlama, birbirinin eşleniği olmayan iki parçacıkta da gerçekleşti

Kuantum ışınlama, birbirinin eşleniği olmayan iki parçacıkta da gerçekleşti

142

Hollanda’dan biliminsanları, birbirleriyle doğrudan bağlantısı olmayan iki düğüm arasında kuantum bilgisini ışınlayarak kuantum bilgisayar ağlarına doğru giden büyük bir adım attılar. Bu buluş, daha hızlı ve daha güvenli bir iletişim sisteminin habercisi olmaktadır.
Adından da anlaşılacağı gibi, kuantum bilgisayarlar, geleneksel bilgisayarların erişemeyeceği hesaplamaları gerçekleştirmek için kuantum mekaniğinin çeşitli ilkelerinden yararlanır.
Tıpkı mevcut internetimiz gibi, bu kuantum bilgisayarların tam potansiyellerine ulaşmak için kuantum bilgisayarların birbirine bağlanması gerekecek. Bununla birlikte, aralarında veri göndermek zordur çünkü bu verilerin kuantum yapısı, onu çevreden gelen kayıplara veya müdahalelere karşı duyarlı hale getirir. Bunun yerine, kuantum dolaşıklık olarak bilinen bir fenomen sayesinde, bu bilgi esasen düğümler arasında ışınlanabilir. İki parçacık birbirine o kadar dolanabilir ki, biri olmadan diğerini tanımlamak imkansız hale gelir ve bir tanesinde yapılan herhangi bir değişiklik, birbirlerinden ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar anında diğerini etkiler. Bu, herkesin de bildiği üzere Einstein’ı da rahatsız eden bir kavramdır ancak deneylerde defalarca doğrulanmıştır.  Bunu yapmak için bir tür ara bulucu görevi gören üçüncü bir düğümün kullanılması gerekir.
Ekip basitçe her biri elmas tabanlı bir kübit içeren üç düğüme Alice, Bob ve Charlie adını verdi. Ağı oluşturmak için önce Alice ile Bob ve Bob ile Charlie arasında dolaşık durumlar yarattı. Ardından Bob’un düğümünde bir Bell-durum ölçümü (BSM) gerçekleştirdiğinde ağda bitişik olmasalar bile Alice ve Charlie’nin durumları da birbirine karıştı. Charlie öncelikle bilgiyi Alice’e ışınlamak için düğümünün belleğindeki bir kübite veri yazarak bir “mesaj” oluşturur. Bu 1 veya 0 olabilir veya kuantum biçiminde tuhaf bir ara durum olabilir. Ardından bu bellek kübiti ve Alice’inkine dolanmış kübit üzerinde bir BSM gerçekleşir. Ve aynen böyle, Alice’in kübiti, Charlie’nin mesajını yansıtacak şekilde anında değişir. Ancak Alice mesajı okumak isterse, önce şifresini çözmesi gerekir ve Charlie’nin anahtarı vardır. Kübitinde gerçekleştirdiği Bell-durum ölçümü (BSM)nün sonucu, Alice’in ışınlanan bilgiyi deşifre etmek için kendisininki üzerinde hangi işlemi yapması gerektiğini açıklıyor.
QuTech araştırmacıları birçok deney yoluyla yaklaşık yüzde 71’lik bir doğrulukla bu başarıyı tutarlı bir şekilde elde ettiler. Araştırmacılar, bu tür doğrudan olmayan kuantum ışınlanmasını başararak pratik bir kuantum ağının temel bir yapı taşını oluşturduklarını söylüyorlar. Ama elbette daha gidilecek çok yol var. Bir sonraki önemli adım çalıştırabileceği işlem türlerini artırmak için sistemdeki bellek kübitlerinin sayısını artırmak olacaktır. Ekip ayrıca, bağlantı kurulduktan sonra bu mesajı oluşturmak zorunda kalmak yerine, kuantum bellekte depolanmış bilgilerin nasıl ışınlanacağını araştırmayı planlıyor.Bu istek kuantum ışınlamanın gerçekleştirilmesini sağlayacak olan teknolojinin faydalı bir gerçeklik haline gelmesi için çok önemlidir.

Kaynak

Önceki İçerikBilim ve Gelecek Haziran sayısı çıktı!
Sonraki İçerikDeneyler, kuş yuvalarının neden bu kadar sağlam olduğuna ışık tutuyor