Hollanda’dan bilim insanları, birbiriyle doğrudan bağlantısı olmayan iki ağ düğümü arasında kuantum bilgiyi ışınlamayı başardı. Bu gelişme sayesinde daha hızlı ve güvenilir kuantum internet ağları kurulabilir.
Kuantum bilgisayar normal bilgisayarlarla çözmesi yıllar alacak karmaşık işlemleri kısa sürede yapabiliyor. Normal internet gibi kuantum internetin de tüm potansiyeline ulaşması için birbirine bağlanması gerekiyor. Buna rağmen kuantum bilgi iletimi çok daha zor gerçekleşiyor çünkü, büyük interferans ve kayıplar olabiliyor.
Kuantum bilgisayarlarda bilgi iki düğüm arasında ışınlanma ile gerçekleşiyor ki, buna kuantum dolanıklık deniyor. İki parçacık birbiriyle dolanık hale geldiğinde bu iki parçacığı birbirinden ayırt etmek imkansız hale geliyor. Dolayısıyla parçacıklar aralarında ne kadar uzaklık olursa olsun, bir parçacıkta yapılan değişiklik diğer parçacığı anında etkiliyor. Aslında bu konseptin Einstein sarstığı bilinse de tekrarlanan deneylerle onaylanmıştır.
Kuantum bilgisayar ağı açısından, kuantum bit bilgileri diğer düğüme ışınlandığında, dolanık ortağında da değişiklikler olur ki bu genelde Bell hali ölçümüyle (Bell-state measurement -BSM) oluşturulur.
İşte bu nedenle aracı görevi üstlenen üçüncü bir düğüm kullanılır. Ekip bu üç elmas tabanlı düğüme Alice,Bob ve Charlie ismini verdi. Ağ kurmak için ekip önce Alice ile Bob ve Bob ile Charlie arası dolanıklık yarattı. Sonra Bob düğümünde BSM oluşturulunca, Alice de Charlie ile yan yana olmasa da dolanık hale geliyor.
Alice’e bilgiyi ışınlamak için Charlie mesaj üreterek düğümün hafızasındaki kübite veri yazıyor. Bu mesaj kuantum fiziği esasına dayalı olarak 1,0 veya tuhaf bir orta hal olabilir. Sonrasında hafıza kübitinde oluşturulan BSM ve Alice’in kübitiyle dolanık hale gelir. Bu şekilde Alice’in kübiti anında değişerek, Charlie’nin mesajını yansıtır.
Buna rağmen Alice mesajı okumak isterse önce şifreyi çözmelidir ve anahtar Charlie’dedir. Kübitinde gerçekleştirdiği BSM’nin sonucu, Alice’in ışınlanan bilgiyi deşifre etmek için kendisininki üzerinde hangi işlemi yapması gerektiğini açıklıyor.
QuTech araştırmacılar başarıyla tutarlı birçok deney yaptı ve sonuçta % 71 verim hesapladı. Araştırma ekibi kuantum bilgiyi korumak için birçok devrimsel gelişmeye imza attı. Alice ve Bob arasındaki dolanıklık, Bob Charlie’yle bağlantı oluştururken, kuantum hafıza kübitinde depolanmıştır. Diğer bir optimizasyon teknikleriyle sistemdeki gürültü azaltıldı.
Araştırmacılar bu türden doğrudan olmayan bir teleportasyona ulaşmak için, temel pratik kuantum ağı bloğunu inşa etti. Elbette halen yapılması gereken çok iş var. Sonraki aşamada hafıza kübitlerinin sayısı arttırılırsa, yapılan çalıştırılan işlemlerin türleri de artar.
Ayrıca araştırma ekibi bağlantı kurulduktan sonra bu mesajı oluşturmak zorunda kalmak yerine, kuantum bellekte zaten depolanmış olan bilgilerin nasıl ışınlanacağını araştırmayı planlıyor. Bu, istek üzerine kuantum ışınlamanın gerçekleştirilmesini sağlayacaktır. İşte bu teknolojinin her basamağı gerçek hayata aktarılabilirse, kuantum internetin geleceği parlak.
Araştırma Nature dergisinde yayınlandı. Yapılan deneyler aşağıdaki videoda ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Çok faydalı ve açıklayıcı bir içerik olmuş, teşekkürler.