Dünyada ilk... Fotonlar arasında ilk ışınlama gerçekleşti

Bu gelişme, kuantum internetin kurulması yolunda kritik bir adım olarak değerlendiriliyor. Klasik internet altyapısında bilgi taşıyan ışık sinyalleri mesafe arttıkça zayıfladığı için güçlendiricilerle desteklenirken, kuantum bilgiyi çoğaltmak mümkün değil. Bunun nedeni, kuantum durumların kopyalanamıyor olması.

Araştırmacılar bu engeli aşmak için, farklı kuantum noktalarından gelen ancak neredeyse tamamen aynı özelliklere sahip fotonlar üretmeyi başardı. Kuantum noktaları, yarı iletken malzemelerden yapılan ve ışığı son derece hassas frekanslarda üretebilen nanometrik yapılardır. Bu sayede farklı kaynaklardan gelen fotonları ayırt etmek neredeyse imkânsız hale geliyor.

Deneyde, iki ayrı kuantum noktasının ürettiği fotonlar arasında kuantum durumu başarıyla aktarıldı. Stuttgart Üniversitesi’nden fizikçi Peter Michler, gelişmeyi şöyle açıkladı: “Dünya çapında ilk kez, farklı kuantum noktalarından gelen fotonlar arasında kuantum bilgiyi aktarmayı başardık.”

Buradaki “ışınlama” ifadesi, bilimkurgu filmlerindeki gibi bir nesnenin fiziksel olarak başka bir yere gitmesini değil, bir fotonun kuantum durumunun başka bir fotona aktarılmasını ifade ediyor. Bu işlem için her iki fotonun da bulanık (süperpozisyon) hâlinde olması ve ayırt edilemez özelliklere sahip olmaları gerekiyor. Bu koşullar genellikle yalnızca aynı kaynaktan çıkan fotonlarda sağlanabiliyordu.

Ancak bu engel, kuantum noktaları sayesinde aşıldı. En dikkat çekici yanlardan biri de deneyin, bugün kullanılan standart fiber optik internet kablolarıyla gerçekleştirilmiş olması. Bu, kuantum internetin mevcut altyapılarla uyumlu çalışabileceğine dair güçlü bir kanıt niteliğinde.

Deneyde kullanılan fiber optik kablo yalnızca 10 metre uzunluğundaydı. Araştırmacılar hedeflerinin bu mesafeyi daha da artırmak ve başarı oranını yükseltmek olduğunu belirtti. Şu anda başarı oranı yüzde 70’in biraz üzerinde.

Dr. Michler, bu aşamanın önemini “Farklı kuantum noktalarından gelen fotonlar arasında kuantum bilgi aktarımı, daha büyük mesafelerin aşılabilmesi için kritik bir adım,” diyerek vurguladı. Bilim insanları, kuantum nokta teknolojisinin olgunlaştığını ve gelecekteki kuantum iletişim ağlarının temel taşlarından biri olabileceğini ifade ediyor.

Çalışmanın sonuçları, hakemli bilimsel dergi Nature Communications’da yayımlandı.