Kuantum Işınlama ile Güvenli Ağlar

Bu araştırmada birbirinden bağımsız iki takımdan oluşan bilim insanları kuantum bilgiyi, Kanada’nın Calgary ve Çin’in Hefei şehirlerinde bulunan fiber optik ağlar ile birkaç kilometre öteye göndermeyi başardılar. Ayrıntılar haberimizde.

A- A+

05.12.2016 tarihli yazı 12236 kez okunmuştur.

Kuantum Işınlama Güvenlik Fiber optik

Yapılan deneyle, kuantum ışınlanmanın sadece gerçek olabileceğini göstermekle kalmayıp, hacklenemeyen sistemlerin mümkün olabileceği ve güvenli ağların kurulmasında da önemli bir teknolojik yarar sağlanacağı görüldü. Kuantum ışınlanma, kuantum dolanıklık adı verilen garip bir fenomene dayanmaktadır. Basit olarak kuantum dolanıklık, iki parçacıktan birine bir bilgi aktardıktan sonra diğer ikiz parçacığına baktığınızda bu bilgiyi görmenizdir. Bu olayın güzel tarafı bu iki parçacık arasında fiziksel bir bağ yoktur ve aralarında uzun mesafeler olabilir. Einstein bu olguya “uzaktan hayaletimsi eylem veya etki” adını vermiştir. Bu özellikten yararlanarak araştırmacılar, bir kuantum bilgiyi parçacığın kuantum durumundaki ikizine aktarmayı başardılar. Tabi burada bahsettiğimiz ışınlanma belirli objeleri değil, bilgiyi aktarmak üzerinedir.

►İlginizi Çekebilir: Kuantum Bilgisayar Nedir?

Kuantum ışınlanma bize çok güvenli iletişim sistemleri sağlayabilir. Bir bilgiyi ışınladığınız zaman bu bilgiyi hackleyebilmeniz çok zordur hatta imkansızdır. Çünkü gönderilen bir bilginin şifresini çözmebilmenin tek yolu, dolanık olan ikizlerden birinin durumunu bilmek olacağı için hacklemeye çalışanların veriyi çalma olasılığı imkansızlaşır.

Çalışmalar Nature Fotonik’de yayınlandı. Takımlar çalışmalarda farklı kurulumlarla yaklaşık olarak aynı sonuca ulaşmışlardır. Yapılan çalışmalarda ortak görülen sonuç bilginin mevcut bir fiber optik kablo içinde ışınlanmasıydı. Kuantum ışınlanma, uzun mesafeler arasında daha önce başarılmıştı. 2012 yılında Avusturya’da çalışan bir grup araştırmacı, lazerle bilgiyi 143 km uzağa ışınlayarak rekor kırmıştı. Ancak kullandıkları teknolojinin, fiber optik ağlar kadar kullanılabilirliği yoktu.

Deneyleri daha iyi anlatabilmek için araştırmacılardan Anil Ananthaswamy şöyle bir benzetme yapıyor: “Alice, Bob ve Charlie adlarında üç kişi olsun. Alice ile Bob kriptografik anahtarlar paylaşmak istiyor ve bunu yapabilmek için Charlie’nin yardımına ihtiyaçları var. Alice, Charlie’ye bir parçacık gönderirken, Bob'ta iki parçacığı dolanık duruma getirip bunlardan birini Charlie’ye geri gönderiyor. Charlie her ikisinden de gelen iki parçacığı ölçüyor. Ölçüm sonucunda Charlie bu parçacıkların ayırt edilemez olduğunu görüyor. Sonuçta Alice’in parçacığının kuantum durumu, Bob’un dolanık parçacığına aktarmış olunuyor. “

►İlginizi Çekebilir: Nanoteller Nedir?

Kanada, yukarıda anlatılan süreçlerde bu deneyi gerçekleştirerek Calgary fiber optik ağının 6.2 km üzerindeki uzaklığa kuantum bilgiyi göndermeyi başardı. Kanada deneyinin araştırma lideri olan Wolfgang Tittel bu uzaklığın yukarıdaki benzetmede Charlie ile Bob arasındaki uzaklığa denk geldiğini belirtiyor. Çinli araştırmacılar ise ışınlama süresini uzatmak için 12,5 kilometrelik bir fiber optik hat kullandılar. Fakat bu ekibin ekipmanları biraz farklıydı. Bu deneyde Charlie ortada bulunuyor ve dolaşık parçacıkları yaratarak birini Bob’a gönderiyordu. Bu yöntem ile daha hatasız bir iletişime olanak sağlanıyor ve merkezi bir kuantum bilgisayarın (Charlie’nin) çevredeki pek çok Alice ve Bob ile iletişim halinde olduğu kuantum ağlar için çok işe yarayacağı görülüyor.

Calgary modeli ise çok daha büyük uzaklıklarda gerçekleştirilebilir. Çünkü Bob, bir kuantum osilatörü gibi çalışıp bilgiyi daha da uzaklara gönderebilir. Her iki deneyde de çok bilgi gönderilemedi. Calgary deneyi daha hızlıydı ve dakikada 17 foton yollamayı başardılar. Pek çok kişi kuantum ışınlanmanın iletişimi hızlandıracağını düşünsede aslında dolanık parçacığın kuantum durumunun şifrelenmesi için bir anahtar gerekiyor. Bu anahtarın ise yavaş iletişim ile gönderilmesi gerekiyor. Bu nedenle kuantum ışınlanma şu anda sahip olduğumuz internetten daha hızlı olamayacak yani sadece daha güvenli olacak. Bu deneyler daha önce laboratuvar dışında yapılmamıştı. Çalışmaların en önemli yanı ise, yeni bir fiberoptik altyapı gerektirmeyip mevcut iletişim ağlarını kullanarak uzun mesafeli kuantum ışınlanma yapılabileceğini görüldü.

Kaynak:

►sciencealert

Yazar: Ömer Faruk Gümüş