24 C
İstanbul
19 Eylül 2018
Popüler Bilim

Kuantum Bilgi Paylaşımı Yapabilen İki Yonga Geliştirildi!

Kuantum haberleşmede her zaman en büyük zorluk parçacıkların dolanıklık halinin süresini uzatmaktır. Kuantum veri, dolanık haldeki parçacıklar tarafından taşındığından dolayı dolanıklık durumunun süresi verinin kat edeceği mesafeyi belirler. Fiber optik kabloların gün ışığını absorbe etme özelliği, veriyi taşıyan parçacıkların dolanıklık durumunu sekteye uğrattığından ötürü kuantum iletişimin doğrudan fiber optik bağlantılar üzerinden gerçekleştirilmesi kat edilecek mesafeyi oldukça sınırlandırıyor. Özünde bilgiyi saklayan kablolara bağlı kuantum dolanıklık ağ yönlendiricilerinin kurduğu bir ağ olan "kuantum internet"i hayata geçirmek aynı zamanda da bilgiyi saklama ve dolanık parçacığı gönderebilme niteliklerine sahip ağ yönlendiricileri gerektirir.

Viyana Üniversitesinden Ralf Riederinger yönetimindeki bir grup araştırmacı tam da bu özelliklere sahip ağ yönlendiricileri geliştirdi.

Bu cihaz, kablolar yoluyla gönderilen kuantum veriyi alan ve içinde muhafaza edebilen bir nano makine.

Ağ yönlendiricisi, elektron demeti litografisi ve plasma reaktif iyon aşındırma kullanan, nano boyuttaki silikon yankılayıcılardan (resonator) oluşuyor. Söz konusu yankılayıcılar gitar teli gibi titreşen küçük silkon demetleri içermektedir.

Cihazın kuantum bilgiyi muhafaza edebilmesi için silikon demetçikler belli bir frekansta titreşmelidirler.

Riedeger’in takımı, 500 yankılayıcı üretip özdeş çiftleri tespit etmek için her yongayı denedikten sonra 5.1 Gigahertz (yaklaşık 1.558,8 nanometre dalgaboyu) frekansında mutabık kaldılar.

Araştımacılar makalalerinde “Yonga başına test edilen 234 cihaz içerisinden söz konusu şartları karşılayan toplam 5 çift bulabildik” yazdı. Her iki yonga bir buzdolabına yerleştirilirken , aralarında 20 cm mesafe kalacak kalacak şekilde 70 metrelik fiber optik kabloyla birbirlerine bağlandı. Nihayetinde iki yankılayıcı da başarıyla dolanıklığı sağladılar.

Makalede “İki nano mekanik cihaz ile iki yonga arasında kuantum dolanıklığı gerçekleştirdik ve ispat ettik” şeklinde belirtilmekte.  Kavram kanıtlamaya deneyinde (proof-of-principle experiment) araştırmacılar, parçacıkları temel durumda (kuantum vakum) tutmak için ilk önce mutlak sıfıra( −273.15°) sıcaklığa ulaşana  dek yankılayıcıları soğuttular.

Dolanıklığı mümkün hale getirmek için  belirlenen frekanstaki fotonları taşıyan fiber optik kablolarla  yankılayıcılar birbirine bağlandı. Denemeler 20 cm'lik mesafe arasında yapılsa da, bu uzunluk önemli ölçüde arttırılabilir. Çalışmanın raporunda "Aradaki mesafeyi birkaç kilometreye ya da daha da ötesine çıkarmamak için herhangi bir kısıtlayıcı sebep görmüyoruz" yazan takım, “Burada sunulan sistem çok sayıdaki cihaza uyumlu olacak şekilde tekrar gözden geçirilebilir ve gerçek bir kuantum ağına entegre edilebilir" diye de ekledi. Kısacası geliştirilen ağ yönlendiricisi, kuantum internet hayata geçirilirken çok önemli olabilecek bir cihazdır.

Hatta mikrodalga frekansları yoluyla bilgi taşımak için sistem tekrar elden geçirilebilir.  Böylelikle bu frekanslarda çalışan kuantum bilgisayarlarla bağlantı sağlanacaktır.

Araştırmada yer alan bilim insanları "Çalışmamızın sonuçlarına kuantum veriyi optik kablolardan mikrodalgalara transfer edecek opto-mekanik cihazların dahil edilmesi, süper iletken kuantum bilgisayarlarda kullanılacak geleceğin kuantum internetinin bel kemiğini oluşturabilir" şeklinde öngörüde bulunuyor.

Tıpkı kuantum bilgisayarların problem çözme yeteneğimize değişime uğratması gibi kuantum internetin de haberleşme alanında tümden devrim yaratması bekleniyor.

Uzmanlar güvenli kuantum ağının hayata geçmesine yalnızca 10 yıl kaldığını tahmin ediyor.

Çeviri: Emre İnanır


Referanslar
1. ScienceAlert, "Physicists Just Quantum Entangled Two Silicon Chips That Can Share Information", <http://www.sciencealert.com/physicists-quantum-entangle-silicon-devices-to-send-information-over-20-centimetres>

Related posts

3D Yazıcı Parçaları (Malzemeleri, Elemanları)

Ögetay Kayalı

Elektromanyetik Dalgalar: Görünür Bölge

Emir Haliki

Doktorlar 15 Yıldır Bitkisel Hayatta Olan Hastanın Bilincini Onardılar!

Deniz Gamze Sanal

Yorum Bırakın