NASA uzun mesafeli kuantum ışınlamasını başardı

Kuantum ışınlama, yani fiber optik bir kablo aracılığıyla foton kübitleri göndermek, araştırmacılar tarafından ilk kez örnekle gösterildi.

Bu başarı veri depolama ve bilgi işlemde devrim yaratabilecek bir kuantum internet hizmetini geliştirmek için kullanılabilir. Bilim insanları da bunun yeni bir iletişim çağını başlatacağını iddia ediyor.

Bilim insanları, kübitleri 44 kilometrelik fiber optik ağ üzerinden yüzde 90 aslına uygunluk oranıyla gönderdi. Bu ağ, mevcut internet altyapısı ile uyumlu olacak şekilde halihazırda mevcut ekipmanla inşa edildi.

Kübitler, dijital bilginin kodlanmasındaki "1" ve "0"lar, yani geleneksel bit'ler yerine kuantum bit'leri, yani kübitleri kullanarak çalışıyor.

Bu kuantum bit'leri, süperpozisyon durumunda olarak aynı anda hem "1" hem de "0" gibi işleme girebiliyor. Dolayısıyla, bilgisayara eklenen her yeni kübit, makinenin etkinliğini doğrusal değil üstel olarak artırıyor.

Dolayısıyla kuantum ışınlama, kuantum durumlarının bir konumdan diğerine aktarımı oluyor. Bu aktarım, biriyle paylaşılan bilginin diğeriyle de tam olarak aynı anda paylaşılacağı şekilde, iki parçacığın birbirine bağlandığı kuantum dolaşıklığı kullanılarak yapıldı.

Bunun nedeni parçacıkların tam konumlarının, momentumlarının ve dönüşlerinin parçacık ölçülene kadar belirlenemediği olasılık durumlarında var olması.

Fotonlar da bu şekilde davranır, nasıl ölçüldüklerine bağlı olarak bir dalga veya parçacık haline gelir.

Fermilab'daki Kuantum Bilim Programı Başkanı Panagiotis Spentzouris, Motherboard'a verdiği demeçte şu ifadeleri kullandı:

Bu tür araştırmalar için sınırları zorlamak ve hem kuantum iletişimini hem de kuantum ağlarını gerçek hayatta uygulama yolunda, temel fizik fikirlerini test etme yolunda önemli adımlar atmak istedik.

Caltech'te Shang-Yi Ch'en Fizik Profesörü Maria Spiropulu da şöyle dedi:

Sosyal medyada insanlar (elbette şaka olarak) bir kuantum internet sağlayıcısına başvurmaları gerekip gerekmediğini soruyorlar. (Çok) daha fazla AR-GE çalışmasına ihtiyacımız var.

Kuantum bilgisayarlar, dünyanın en güçlü süper bilgisayarından yaklaşık 100 trilyon kat daha hızlı hesaplama kapasitesine sahip. Google'ın yanı sıra Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden ekipler, iki farklı yöntem kullanarak bu tip başarılara ulaşmayı başardı.

Spentzouris, ABD Enerji Bakanlığı'nın yakın zaman önce Şikago'da ulusal kuantum interneti için bir plan açıkladığını ve bilim insanlarının ulaştığı noktanın "Şikago bölgesi metropol kuantum ağının inşası için temel oluşturabileceğini" söyledi.

Araştırma Fermilab, AT&T, Caltech, Harvard Üniversitesi, NASA Jet İtki Laboratuvarı ve Calgary Üniversitesi'nden araştırmacıların imzasıyla PRX Quantum'da yayımlandı.

Profesör Spiropulu "Sürdürülebilir, yüksek performanslı ve ölçeklenebilir kuantum ışınlama sistemlerinde bu dönüm noktasına ulaştığımız için çok gururluyuz. 2021'in ikinci çeyreğine kadar tamamlamayı beklediğimiz sistem yükseltmeleriyle sonuçlar daha da geliştirilecek" dedi.