Northwestern Üniversitesi’nden bir grup bilim insanı, standart internet trafiği taşıyan bir fiber optik kablo üzerinden kuantum ışınlaması (teleportasyonu) gerçekleştirmeyi başardı. Bu çığır açan başarı, kuantum iletişiminin mevcut internet altyapısına entegrasyonunu mümkün kılarken, klasik ve kuantum iletişiminin birlikte çalıştığı paylaşılan bir altyapı modeline doğru önemli bir adım atılmasını sağladı. Deney, kuantum bilgisinin geleneksel internet verileriyle karışmadan iletilebileceğini ve bu sayede daha güvenli, verimli iletişim yollarının önünü açtığını gösterdi.
Kuantum İletişiminde Dönüm Noktası
Northwestern Üniversitesi mühendislik ekibi, internet trafiğiyle aynı fiber optik kablo üzerinden kuantum ışınlamasını başarıyla gerçekleştirdi. Bu gelişme, kuantum iletişiminin halihazırdaki internet altyapısına entegre edilebileceğini ve böylece özel ağlar inşa etmeye gerek kalmadan daha verimli ve erişilebilir iletişim teknolojilerinin önünü açabileceğini kanıtladı. Ayrıca, bu buluş, kuantum bilişim ve algılama teknolojilerinin daha basit bir şekilde uygulanabilir hale gelmesini sağlayacak.
Prem Kumar, “Bu inanılmaz derecede heyecan verici çünkü pek çok kişi bunun mümkün olduğuna inanmıyordu. Çalışmamız, kuantum ve klasik iletişimin birleşik bir altyapıda nasıl birlikte var olabileceğini gösteriyor. Bu gelişme, kuantum iletişimi yeni bir seviyeye taşımanın kapılarını aralıyor,” diye belirtti.
Kuantum Işınlamasının Prensibi
Kuantum ışınlaması, ışık hızına dayalı olarak neredeyse anlık veri iletimi sağlanabilen bir teknolojidir. Bu işlem, kuantum dolanıklık adı verilen bir fenomenle işler; burada iki parçacık, fiziksel mesafe gözetmeksizin bağlantılı hale gelir ve bilgi, fiziksel taşımaya gerek kalmadan iletilir. Kumar, “Klasik iletişimde kullanılan sinyaller milyonlarca ışık parçacığından oluşur. Ancak kuantum iletişiminde tek bir foton kullanılır,” diyerek bu farkı açıkladı.
Fotonların Yönetimi ve Yeni Yaklaşımlar
Kumar ve ekibi, kuantum fotonlarının yoğun internet trafiğiyle dolu fiber optik kablolarda bozulmadan iletilebileceğini gösterdiler. Geleneksel yaklaşımlarda, fotonlar bu trafiğin içinde kayboluyordu, ancak araştırmacılar, fotonların trafik yoğunluğundan etkilenmeden geçebilmesi için daha az kalabalık bir ışık dalga boyu belirlediler. Ayrıca, geleneksel internet sinyallerinin neden olduğu gürültüleri azaltmak amacıyla özel filtreler de kullanıldı.
Kumar, “Işığın nasıl yayılacağını detaylı bir şekilde inceledik ve fotonlarımızı, ışık dalga boylarının paraziti en az seviyeye indirecek şekilde yerleştirdik. Böylece kuantum iletişimi, klasik internet trafiğiyle aynı anda, herhangi bir bozulma olmadan gerçekleştirilebiliyor,” dedi.
Deneyin Genişletilmesi ve Gelecek Perspektifleri
Deneyin bir adım daha ileriye taşınabilmesi için Kumar ve ekibi, her iki ucunda birer foton bulunan 30 kilometrelik bir fiber optik kablo kurdu. Bu kablo üzerinden, hem kuantum bilgisi hem de geleneksel internet verisi gönderildi. Deneyin sonunda, kuantum bilgisi başarıyla iletilirken, yoğun trafikle dahi herhangi bir sorun yaşanmadı.
Kumar, bu yöntemi daha uzun mesafelerde de test etmeyi planlıyor ve dolanıklık takası gibi daha ileri düzey kuantum uygulamalarını gerçekleştirmeyi hedefliyor. Ayrıca, bu teknolojiyi gerçek dünya ortamlarında, yeraltı optik kablolar üzerinde test etme olasılığını araştırıyor. Kumar, “Kuantum ışınlaması, uzak bölgeler arasında güvenli iletişim sağlayabilir. Bizim keşfettiğimiz bu yöntemle, klasik ve kuantum iletişimi birlikte çalışabilir ve özel altyapılara ihtiyaç duyulmaz,” şeklinde umutlu açıklamalarda bulundu.