Modern fizikteki en çetin konulardan biri de kuantum internet ağları. Yeni yapılan bir araştırma sayesinde, katı hal (solid state) çipleri sayesinde yüksek kaliteli fotonlar üretilerek kuantum internet ağı elde etmeye bir adım daha yaklaşıldı.
Moore yasasına göre, her iki yılda bir mikro işlemcilerdeki transistör sayısı ikiye katlıyor. Eğer teknoloji bu hızla gelişmeye devam ederse, gelecek on yıl içinde kuantum mekaniğinin gücüne kesinlikle ihtiyaç olacak. Kuantum ağı ise bugün inanılmazı gerçek kılmak için geliştirilen yegane teknoloji.
Katı-hal sistemlerindeki çeşitlilik, kuantum bitleri “ kübit” ve kuantum işlem protokolleriyle doğrudan alakalı ve temelde bunların arasındaki en iyi kombinasyonu yapmaya dayanıyor. Kübit benzeri kuantum dotlarda bir çipe ilave edilen yarı iletken nano kristallerin elektro optik olarak kontrolüne dayanıyor.
Tekli fotonlar ise kuantum ağlardaki uçuşan kübitlerin integrali olarak şekilleniyor. Birincisi, bunlar kuantum iletişimde doğal olarak seçildiği için bilgi kolaylıkla ve güvenilir bir şekilde uzaklara taşınabiliyor. İkincisi ise, kuantum mantık hesaplamalarında yer aldıkları bölgeler tanımlanabiliyor.
Fakat katı-hal kuantum dotlar dahil , katı-hal kübitlerinden üretilen fotonların kalitesi , malzemelerdeki uyumsuzluk nedeniyle oldukça düşük. Cambridge Üniversitesi Cavendish Laboratuvarı’ ndan araştırmacılar, katı-hal cihazlarından üretilen tekli fotonların özelliklerini işleyerek, lazer tarafından tanımlanabilecek hale getiren eşsiz bir teknik geliştirdiler. Araştırma Nature Communications’ da yayınlandı.
Foton kaynağı olarak yarı iletken Schottky dioduyla adreslenebilir kuantum dotlar yaratıldı. Kuantum dotların geçişi kullanılarak floresan rezonansından tekli fotonlar üretildi.
Zayıf uyarılma ya da diğer adıyla Heitler rejimi olarak bilinen tekniğin foton kuşağına en büyük katkısı elastik saçılma oluyor. Böylece foton uyumsuzluğundan kaçınılmış olunuyor. Bu sayede araştırmacılar fotonların lazerle dalga ve uyumunun (koherens) miktarını ölçebildi.
“ Araştırmamız sayesinde katı-hal kuantum fotoniklerine koherent foton üretilmesi ve şekillendirilmesiyle yeni teknikler eklemiş olduk. Böylece yüksek-hızda tekli fotonları lazerde tanımlayabilecek seviyeye eriştik. Bu sayede, tekli fotonları dalga formunda programlayabilme avantajına sahip olduk. Biz kuantum tabanlı teknolojilerin şafağındayız ve kuantum bilgi işleme pek çok olanak doğuracak. Aldığımız sonuçlara göre, uzak çoklu kübitler arasında yüksek ahenk sağlanarak, kuantum ağa dağılım yapılabilecek. Ayrıca programlanabilir fotonik interconnect ahenkle çiplerdeki zararlı özellikler uzaklaştırılabilecek. Sonuç olarak, birbirinden uzak kuantum dot spin kübitleri arasında yüksek doğrulukla, kuantum dolanıklık üretilerek ve kuantum teleportasyon oluşturmak artık sadece zaman meselesi … “ diyor Fizik Bölümü’nden Dr. Mete Atature.
Böylece inanılmaz bir teknoloji olan kuantum internet belki de çok yakında gerçeğimiz olacak.
Araştırma Referansı :
- Clemens Matthiesen, Martin Geller, Carsten H. H. Schulte, Claire Le Gall, Jack Hansom, Zhengyong Li, Maxime Hugues, Edmund Clarke, Mete Atatüre. Phase-locked indistinguishable photons with synthesized waveforms from a solid-state source. Nature Communications, 2013; 4: 1600 DOI: 10.1038/ncomms2601
Kaynak: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/03/130319124214.htm
Bir Yorum