Kırılması imkansız kuantum iletişimi gerçeğe yaklaşıyor

Kuantum interneti, dolanık foton çiftleri kullanarak bilgi iletimini sağlayabilir. Bu fotonlar, kuantum mekaniğinin garip yasalarına göre, zaman ve mekân kavramından bağımsız olarak bilgi paylaşabilir. Dolanık fotonlara kodlanan bilgiler, yüksek hızlarda aktarılabilirken, "kuantum tutarlılığı" adı verilen durum sayesinde veriler yakalanamaz hale gelir. Ancak, kuantum interneti kurma sürecindeki en büyük zorluklardan biri, bu fotonların gücünün mesafe arttıkça zayıflıyor olması. Bu nedenle, başarılı bir kuantum interneti için, fotonların dolanıklığı kaybetmeden uzun mesafelere taşınabilmesi gerekiyor.

Kuantum internetine bir adım daha yaklaşıldı

Bu sorunu çözmek için Avrupa, Asya ve Güney Amerika’dan bilim insanları, mevcut teknolojileri kullanarak son derece yüksek parlaklık elde eden yeni bir kuantum sinyal kaynağı geliştirdiler. Bu başarı, bir foton noktası yayıcısını (tek foton üreten bir cihaz) bir kuantum rezonatörü (kuantum imzasını güçlendiren bir cihaz) ile birleştirerek elde edildi. Araştırma ekibi, bu teknolojileri bir araya getirerek, maksimum polarize dolanıklık için ayarlanmış fotonlar üreten yeni ve güçlü bir kuantum sinyali oluşturmayı başardı.

Öte yandan bu araştırmanın özel bir önemi var; çünkü bu teknolojiler daha önce bağımsız olarak laboratuvarlarda test edilmiş olsa da, ilk kez bir arada kullanıldılar. Araştırmacılar, foton noktası yayıcısını, bir piezoelektrik aktüatör (ısı veya baskı uygulandığında elektrik üreten bir cihaz) üzerinde yer alan dairesel bir Bragg rezonatörüyle (elektromanyetik dalgaları yönlendirmek için kullanılan bir yansıtıcı) birleştirdiler. Bu kombinasyon, parlaklık ve dolanıklık özellikleri aynı anda yüksek olan fotonlar üretmeyi mümkün kıldı.

Bu, kuantum iletişiminde büyük bir ilerleme olsa da kuantum internetinin yakın zamanda hayata geçmesi beklenmiyor. Çünkü bu teknolojiler hâlâ deneysel ve geliştirme aşamasında. Araştırmada kullanılan foton yayıcının üretimi için toksik hammaddelere, özellikle de arsenik gibi maddelere ihtiyaç duyuluyor. Bu da ölçeklenebilirlik konusunda güvenlik endişeleri doğuruyor.

Araştırmacılar, bir sonraki adımda piezoelektrik aktüatör üzerine diyot benzeri bir yapı entegre etmeyi planlıyorlar. Bu, kuantum noktalar üzerinde bir elektrik alanı oluşturarak, dolanıklık derecesini artırabilir ve decoherence (dolanıklık kaybı) sorununu ortadan kaldırabilir.