Fotonik Bilimler Enstitüsü (ICFO)
Kuantum ışınlanma, kaynak olarak ‘kuantum dolanıklık’ diye bilinen bir olgunun yardımıyla, biri gönderici, Öteki Müşteri olmak üzere iki Irak kuantum objesi ortasında kuantum bilgisinin aktarılmasına İmkan tanıyan bir tekniktir. Bu sürecin eşsiz özelliği ise iki tarafı birbirine bağlayan bir irtibat kanalı üzerinden kuantum bitleri (yani, kübit’ler) yollanarak gerçek bilginin aktarılmıyor olmasıdır. Bunun yerine, bilgi bir yerde yok olur ve iki nokta ortasında fizikî biçimde devinim etmeksizin öbür noktada belirir. Bu şaşırtan özellik, klasik bitlerin iletiminin eşlik ettiği kuantum dolanıklık yoluyla işler.
Günümüzde kuantum irtibatı ve kuantum ağları alanında, kuantum ışınlanmasına derin bir İlgi var; çünkü bu, daha evvelce yaratılan dolanıklığı kullanarak, kuantum bitlerinin File düğümleri boyunca Fazla Irak aralar ortasında aktarılmasına İmkan tanıyacak. Bu ilerleme, kuantum teknolojilerinin Mevcut olan telekomünikasyon ağlarına iç edilmesine yardım edecek ve bu sistemlerin sunduğu çok inançlı irtibatı Fazla uzun bir menzile kavuşturacak.
Kuantum ışınlanması, kuantum bilgisinin, Örneğin Fer ve husus ya da farklı kuantum düğümleri üzere farklı kuantum sistemleri ortasında aktarılmasına da İmkan verecek.
KUANTUM IŞINLANMA, BİRİNCİ Sefer 90’LARDA GÜNDEME GELDİ
Kuantum ışınlanma, kuramsal olarak 1990’ların başında gündeme getirildi ve dünya çapında birkaç Küme tarafından deneysel gösterimler gerçekleştirildi. ilim dünyası bu deneylerin nasıl gerçekleştirileceği konusunda engin bir tecrübe kazanmış olsa bile, bilginin kolay bir biçimde nasıl ışınlanacağı ve genişletilmiş bir File üzerinde emniyetli ve süratli kuantum irtibatının nasıl oluşturulacağı hakkında hâlâ yanıtlanmamış bir soru mevcut.
Bu Cin bir altyapının, kullanımdaki irtibat ağıyla uyumlu olması gerektiği bariz biçimde görülüyor. Buna ek olarak, kuantum ışınlanma protokolü, bilgiyi aslına Müsait ve daha yüksek bir süratte aktarmak için ışınlanma ölçümünün (klasik bitlerle aktarılan) sonucuna bağlı olarak ışınlanan kübit üzerinde ‘aktif ileri besleme’ ismi verilen en son bir sürecin gerçekleştirilmesini gerektirir. Bu süreç, alıcının, nihayet süreç gerçekleştirilene dek kübit’e ziyan vermeden depolayabilen ve ‘kuantum bellek’ ismiyle bilinen bir aygıta gereksinim duyması demek. nihayet olarak, bu kuantum bellek, gönderici ve Müşteri birbirinden Irak mesafelerdeyken ışınlanma bilgilerinin hızını en üst seviyeye çıkarmak için çoğullanmış bir formda çalışabilmeli. Şu anne dek hiçbir uygulama, bu üç ihtiyacı tıpkı deneye iç etmemişti.
KULLANILAN TEKNİK, ‘AKTİF İLERİ BESLEME’ ŞEMASI İÇERİYOR
Kısa mühlet Evvel Nature Communications mecmuasında yayınlanan bir makalede, Fotonik Bilimler Enstitüsü’nde (ICFO) ICREA Profesörü olan Hugues de Riedmatten’in öncülüğündeki ICFO araştırmacıları Dario Lago-Rivera, Jelena V. Rakonjac ve Samuele Grandi’den oluşan takım, kuantum bilgisinin uzun aralıklardaki bir fotondan sert hâl kübitine, çoğullanmış bir kuantum belleğinde depolanan bir fotona ışınlanmasını başardığını duyurdu.
Kullanılan teknik, belleğin çoklu modunun yanı sıra, ışınlanma suratının en üst düzeye çıkarılmasına İmkan tanıyan bir ‘aktif ileri besleme’ şemasının kullanılmasını içeriyordu.
Önerilen yapı, irtibat kanallarıyla uyumluydu ve bu sayede uzun aralıklar ortası kuantum irtibatı için gelecekteki entegrasyon ve ölçeklenebilirliği Mümkün hale getirdi.
KUANTUM IŞINLANMA NASIL BAŞARILDI?
Araştırma grubu, bilimsel jargonda birçok Vakit ‘Alice ve Bob’ diye isimlendirilen iki deney düzeneği hazırladı. İki suram, taraflar ortasındaki fizikî uzaklığı taklit etmek için bir makaraya sarılan 1 kilometre uzunluğundaki bir fiber optik kabloyla birbirine bağlandı.
Deneyde üç foton kullanıldı. Birinci suram olan Alice’te, grup birbirine dolanık halde iki foton yaratmak için Özel bir kristal kullandı: sonuçta ortaya ‘sinyal fotonu’ diye isimlendirilen 606 nm’lik birinci foton ve irtibat altyapısıyla uyumlu ‘avara fotonu’ ismi verilen ikinci foton çıktı.
Dario Lago, yaratılmalarının akabinde, “İlk 606 nm fotonu Alice’te tuttuk ve onu çoğullanmış bir sert hâl kuantum belleğinde saklayarak gelecekteki süreçlerde kullanmak emeliyle bellekte koruduk. Alice’te yaratılan irtibat fotonunu da aldık ve Bob ismi verilen ikinci deney düzeneğine ulaştırmak için 1 km’lik optik fiber üzerinden gönderdik” dedi.
Bob isimli ikinci düzenekte, ilim insanlarının ışınlamayı amaçladıkları kuantum bitini kodlayacakları üçüncü bir foton yarattıkları Öbür bir kristal daha mevcuttu. Üçüncü fotonun oluşturulmasının akabinde, ikinci foton Alice’den Bob’a ulaşmıştı ve ışınlanma deneyinin odağının gerçekleştiği yer burasıydı.
BİLGİ 1 KİLOMETREDEN DAHA UZAĞA IŞINLANDI
İkinci ve üçüncü fotonlar, Çan Durumu Ölçümü (BSM) diye bilinen teknikle birbirlerine müdahale etti. Bu ölçümün yarattığı tesir, ikinci ve üçüncü fotonun durumunu karıştırmaktı.
Birinci ve ikinci fotonun başlangıçta birbirine dolanık olması, yani ortak durumlarının yüksek oranda bağlı olması sayesinde, Çan Durumu Ölçümü’nün sonucu, üçüncü fotonda kodlanan bilgilerin 1 kilometre uzaklıktaki Alice’teki bir kuantum belleğinde depolanan birinci fotona aktarılması oldu.
Dario Lago ve Jelena Rakonjac, bu durumu şöyle açıkladı: “Daha Evvel hiç temas halinde olmasa bile sahiden de birincisine dolanık olan ve üçüncü bir foton aracılığıyla birbirine bağlanan iki foton ortasında bilgiyi aktarabiliyoruz. Bu deneyi eşsiz kılan şey, birinci fotonu gerektiği kadar uzun bir mühletle depolayabilen çoğullanmış bir kuantum hafıza kullanmamızda yatıyor; onun sayesinde, Alice etkileşimin gerçekleştiğini öğrendiğinde, ışınlanan bilgiyi protokolün gerektirdiği biçimde işleyebildik.”
Dario ve Jelena’nın Laf ettiği bu süreç, daha Evvel ismi geçen ‘aktif ileri besleme’ tekniği idi. BSM’nin sonucuna bağlı biçimde, bellekte depolanmasının akabinde birinci fotona bir faz kayması uygulandı. Bu yolla, birebir durum birinci fotonda Daima olarak kodlanacaktı. Bu yapılmazsa, ışınlanma süreçlerinin yarısı boşa gidecekti.
Bununla birlikte, kuantum belleğin Fazla modlu oluşu, ışınlanan kübitin kalitesini azaltmaksızın, ortalarındaki 1 kilometrelik uzaklığın yarattığı sonların ötesine geçerek ışınlanma suratını yükseltmelerine İmkan sağladı. genel olarak, bu süreç, yalnızca klasik donanımın hızıyla sonlu olan Biricik modlu bir kuantum belleğe kıyasla üç kat daha yüksek bir ışınlanma süratiyle neticelendi.
ÖLÇEKLENEBİLİRLİK VE ENTEGRASYON
Yine birinci Sefer bu Küme tarafından 2021 yılında gerçekleştirilen, 10 metre aralıkla birbirinden ayrılan ve bağlantı dalga uzunluğunda bir foton tarafından onaylanan, iki Fazla modlu kuantum hafızanın dolanık hale gelmesini Muhtemel kıldıkları daha evvelki deney, bu deneyin öncüsüdür. Hugues de Riedmatten, bunu şöyle anlattı:
“Kuantum ışınlanma, geleceğin kuantum interneti açısından, yüksek kaliteli ve uzun aralıklı bağlantısı Mümkün kılmak noktasında Aka Ehemmiyet taşıyacak. Maksadımız, kuantum ışınlamayı, daha evvelden dağıtılan dolaşıklık aracılığıyla git gide daha karmaşık ağlar üzerinde gerçekleştirmek. sert hâl kuantum düğümlerimizin sert hâli ve çoğullanmış yapısının irtibat ağıyla uyumlu olması, bunu, teknolojiyi heyeti fiber ağda Irak uzaklıklara yaymak için ümit vaat eden bir yaklaşım haline getiriyor.”
Hâlihazırda daha Çok ilerleme planlanıyor. Grup bir yandan verimliliği ve oranları korurken, öteki yandan bu heyetimin menzilini Fazla daha uzun aralıklara genişletmek için var teknolojiyi dönüştürmeye ve geliştirmeye odaklanıyor. Bunların yanı sıra, kuantum bilgisini uzakta bulunan taraflar ortasında dağıtabilecek ve geleceğin güzel işleyen kuantum internetine erişmek için, bu tekniği farklı çeşitten kuantum düğümleri ortasında bilgi transferi gayesiyle incelemeyi ve kullanmayı da amaçlıyorlar.
Yazının özgünü Science Daily sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)
Yorum Yok