Dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları, ağ bağlantısı olarak görünmez bir kuantum mekaniksel bağlantı olan kuantum dolaşıklığı temel alan ve hacklenemeyecek bir internetin gerçeğe dönüştürülmesi için yeni yöntemler üzerinde çalışıyorlar.

Bu noktadaki en büyük zorluk ise, birçok parçacık ve ağ düğümü ile dolaşık bağlantıları paylaşacak büyük ağları ölçeklemekte yatıyor. Delft ve Oxford’dan araştırmacılar, çoklu güçsüz kuantum bağlantıları tek parça olarak birleştirerek güçlü dolaşık bağlantıları damıtmayı başardılar. Bu yöntem, çoklu kuantum düğümler arasındaki güvenilir kuantum ağları gerçeğe dönüştürmek için gerekli. Yapılan bu yenilikçi çalışma, Science dergisinde yayımlandı.

Dijitalleşen dünyamızın içindeki en büyük zorluklardan birisi de güvenli iletişim. Şu anda kuantum mekaniğin kanunlarını temel alan tam olarak güvenli interneti gerçeğe dönüştürmek üzerine Dünya çapında bir bilimsel çaba mevcut. Bu ağlar içerisindeki bilgi iletiminin gizlice izlenmesi esasen imkansız. Fakat, kuantum dolaşıklığın güçlü ama hassas ilkelerini temel alan kuantum ağlar içerisinde güçlü bağlantıları gerçeğe dönüştürmek, bilimsel olarak ciddi zorlukları içerisinde barındırıyor.

Dolaşık parçacıklar, mesafeden bağımsız olarak tek bir parça gibi davranırlar. Bu dolaşık elektronların gözlemi, ilintili bilgi ile sonuçlanıyor. Aralarında bir ışık yılı mesafe olsa bile, bir parçacığın ölçümü ani olarak diğerini etkiliyor. Albert Einstein böylesi bir bağlantının var olabileceğine inanmıyordu. Fakat profesör Hanson öncülüğündeki araştırmacıların 2015 yılında dikkatle tasarladıkları deneyle bu durumun gerçekten var olduğu gösterildi. Araştırmacılar, ışık parçacıkları aracılığıyla bir kilometreden uzun mesafede kuantum bilgiyi dolaşık duruma getirerek, uzun süredir devam eden bu meydan okumada başarılı oldular. Bilim insanları şimdi de dolaşıklığı temel alan çığır açıcı teknolojileri geliştirmek için çalışıyorlar. Kuantum dolaşıklığı ile kurulmuş güçlü bağlantılar, bilgi paylaşımının temelini oluşturabilir. Çünkü kuantum dolaşıklığın gücü ile bilginin gizlice izlenebilmesi imkansız hale geliyor.

Dolaşıklık Damıtmak

QuTech’den Ronald Hanson’un araştırma grubu, kuantum dolaşıklığı temel alan ağ bağlantılarını gerçeğe dönüştürmesiyle ün kazandı. Araştırmacılar şimdi bu çalışmalarının üzerine eklemeler yaparak ilk kuantum interneti geliştirmeye çalışıyorlar. Araştırmacılar ilk olarak dolaşık bilgiyi elmasların içerisindeki iki elektronda gerçeğe dönüştürmüşlerdi. Şimdi ise, her bir elmastaki nükleer spinlerin birisini kullanarak dolaşık bilgiyi geçici olarak depoluyorlar. Bilginin güvenli bir şekilde depolanması sağlandıktan sonra, bilim insanları elektronları yeniden dolaşıklayabiliyorlar. Hanson: ‘’ Şimdi elimizde iki dolaşık bağlantı mevcut. Bu bağlantıları akıllıca kombine ederek, iki güçsüz dolaşık bağlantının kullanılması ile bir güçlü dolaşık bağlantı üretmeyi başardık. Bu tıpkı düşük alkollü malzemelerden viski damıtmaya benziyor. Prensipte, dolaşıklık damıtmanın bu süreci yüksek kaliteli dolaşıklık elde edilene kadar tekrar tekrar uygulanabilir.’’

Bu yöntem, kuantum internet yolunda atılmış önemli bir adım. Böylesi bir ağın gerçeğe dönüştürülmesi için, şimdiki internetin bütün bileşenlerine ihtiyaç var. Bu bileşenler bellek, işlem birimi ve ağ bağlantıları. Hanson ve ekibi, elektron spinleri arasındaki dolaşıklığı yenilerken dolaşıklığın nükleer spinlerde depolanabildiğini göstererek kuantum internet için gerekli belleğe bir çözüm önerisi sunmuş oldular.

---

İlgili Makale: Entanglement Distillation between Solid-State Quantum Network Nodes. Science, DOI: 10.1126/science.aan0070 , https://arxiv.org/abs/1703.03244

Kaynak: One step closer to the quantum internet by distillation, Phys.org, Retrieved from https://phys.org/news/2017-06-closer-quantum-internet-distillation.html

---