Fiberoptik İnternet Kablolarıyla Kuantum Işınlanması Gerçekleştirildi

Northwestern Üniversitesi mühendisleri, halihazırda internet trafiğini taşıyan bir fiberoptik kablo üzerinden bilim adamlarının imkânsız dedikleri kuantum ışınlanmasını kurdukları düzenek ile denedi ve başarılı bir şekilde veri aktarmasını tamamladılar.

Kuantum ışınlama teknolojisi ile bilgiyi herhangi bir mesafeye anında transfer etmenin pratik bir yolu bulundu. Hem de halihazırda mevcut olan fiberoptik internet kablolarıyla gerçekleştirilmiş olması, son derece hızlı ve yeni bir iletişim biçiminin yakın gelecekte kullanıma sunulabileceği anlamına geliyor.

Kuantum dolanıklık nedir?

Kuantum ışınlanması, kuantum dolanıklık olarak bilinen bir kavramla oldukça ilişkilidir. İki veya daha fazla parçacığın kuantum durumlarının birbirine bağlı hale gelmesi ve birinin durumu ölçüldüğünde diğerinin durumunun mesafeden bağımsız olarak anında belirlenmesine “dolanıklık” adı veriliyor.

Bir düşünce deneyi ile bu kavram çok daha rahat bir şekilde anlaşılabilir. İki farklı kutu içerisinde biri siyah, diğeri beyaz olmak üzere iki kedi konularak, bu kutular farklı yerlere gönderilir. Eğer herhangi bir kutuyu açıp siyah kediyi bulursanız, diğer kutudaki kedinin beyaz olduğu anlaşılır. Kuantum dolanıklığında ise fark şu: Kediler aslında kutular açılana kadar hangi renkte oldukları bilinmemekte. Kutulardaki kedilerin siyah veya beyaz olma olasılıklarının ikisini de taşıyan süperpozisyon halindedir. Siz herhangi bir kutuyu açıp rengi gördüğünüz anda, diğer kutudaki kedinin rengi de belirlenmiş olur.

Kuantum dolanıklık kavramında iki parçacık, birbirlerinden ne kadar uzakta olursa olsun birbirlerine bağlıdır ve bilgi alışverişi için aralarındaki fiziksel mesafeyi kat etmeleri, yani seyahat etmeleri gerekmez.

Yoğun İnternet Trafiği

Klasik internet iletişiminde yoğun sinyal alış verişinden dolayı dar boğazlar oluşmakta. Ayrıca mesafe arttıkça iletişim hızında düşme yaşanmakta. Etraftaki farklı frekanslardaki internet siyal paraziti de internet iletişiminde olumsuz etkilerden bazıları. Bunların hepsinin önüne geçilecek bir yöntemin bulunması bilim dünyasında heyecan verici bir dönüm noktasının yaşanmasına neden oldu.

Klasik internet iletişim yönteminde, milyonlarca ışık parçacığı kullanılır. Kuantum iletişimde ise yalnızca bir çift foton (ışık parçacıkları) kullanılır. Daha önce araştırmacılar, bu bireysel fotonların klasik iletişim parçacıklarının kullandığı ‘yoğun sinyal iletişiminden’ geçemeyeceğini düşünüyordu.

Ancak Northwestern Üniversitesi araştırmacıları, bu hassas fotonların yoğun internet trafiğinden uzak durmasına yardımcı olacak bir yol buldu. Hem de halihazırda fiberoptik kabloları üzerinden. Işığın fiberoptik kablolar içinde nasıl dağıldığına dair derinlemesine çalışmalar yürüten araştırmacılar, fotonları yerleştirebilecekleri daha tenha bir ışık dalga boyu tespit etti.

Bu dalga boyu, diğer sinyallerden daha az parazit alıyor ve fotonların geçmesini kolaylaştırıyordu. Fotonu bu dalga boyuna yerleştiren ekip, düzenli internet trafiğinden kaynaklanan gürültüyü azaltmak için de özel filtreler ekleyerek verimi şu ana kadar ki en üst seviyeye çıkardı.

Mümkün olacağını kimse düşünememişti

Northwestern Üniversitesi’nden bilim insanı Prem Kumar ve ekibi, buldukları yeni yöntemi test etmek için her iki ucunda dolanık bir foton bulunan 30 kilometre uzunluğunda bir fiberoptik kablo kurdu. Ardından, eş zamanlı olarak hem düzenli internet trafiğini hem de kuantum bilgisini fiberoptik kablo üzerinden gönderdi. Bu bilgi çok yüksek hızlarda ve yoğun internet trafiği taşıyan kablolarla başarıyla karşı tarafa iletildi.

Prem Kumar; “Bu inanılmaz derecede heyecan verici çünkü kimse bunun mümkün olduğunu düşünmüyordu,” dedi. “Çalışmamız, birleşik bir fiberoptik altyapıyı paylaşan yeni nesil kuantum ve klasik ağlara giden bir yol gösteriyor. Kuantum iletişimini bir sonraki seviyeye taşımak için kapıyı aralıyor.” dedi. Bundan sonra deneyleri daha uzun mesafelerde yeniden gerçekleştirmeyi planladıklarını da dile getirdi.

Çok yakın zamanda çok daha yüksek hızlarda yeni nesil internet teknolojisinin hayatımıza girmesi kesinlikle bir dönüm noktası olacaktır.

KAYNAKLAR
Kapak Fotosu ve Fotoğraf-1: https://sparcs.info/
Fotoğraf-2: https://kuantumturkiye.org/kuantum-teknolojilerinde-son-durum/
MAKALE İÇERİĞİ
https://newsnorthwestern.edu/stories/2024/12/first-demonstration-of-quantum-teleportation-over-busy-internet-cables/
https://www.techspot.com/news/106066-engineers-achieve-quantum-teleportation-over-active-internet-cables.html
https://tr.euronews.com/