Kuantum İletişim Artık Uzak Mesafelerde Kullanılacak!

Foton tabanlı kuantum iletişimin uzun mesafelerde kullanılmasını mümkün kılacak yeni bir yol keşfedildi. Detaylar haberimizde.

A- A+

04.03.2019 tarihli yazı 7315 kez okunmuştur.

Kuantum Foton İletişim Haberleşme Optik Lazer Rezonatör

ABD’de bulunan Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, optik kuantum iletişim sistemlerinin geliştirilmesindeki en büyük zorluklardan birini çözen, kuantum iletişimini geliştirme potansiyeline sahip, güvenilir ve uygun maliyetli bir optik çip tasarladılar.

►İlginizi Çekebilir:3D Nanobaskı Yöntemi ile Biyoçip Üretimi Hızlandırıldı

Günümüzde ileri seviye iletişim sistemlerini geliştirmek için kuantum mekaniği üzerine yoğunlaşılıyor. Kuantum dolanıklık ilkesine göre, iki atom altı parçacık bir etkileşime girerse birbirleriyle dolanık hale gelebiliyorlar yani spinleri, pozisyonları ve diğer özellikleri bugün modern fiziğin tam olarak anlamadığı bir şekilde bağlanıyor. Parçacıklar birbirinden ne kadar uzak olursa olsun birinin kuantum durumundaki değişiklik öbüründe tam olarak aynı anda gerçekleşiyor. Modern iletişim sistemlerinde kuantum mekaniğinin getirdiği bu özellikten yararlanılmak isteniyor.

Optik Kuantum İletişimi ile İlgili Sorunlar

Fotonlara dayanan optik kuantum sistemlerinin sorunu, bilgiyi işleyen ve depolayan bileşenlerin görünür ışık dalga boylarındaki fotonlarla çalışabilmesine karşın fiber optik kabloların bilgiyi iletebilmesi için dalga boyu neredeyse 10 kat daha fazla olan kızılötesi fotonlara ihtiyaçlarının olmasıdır.

Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki (NIST) bilim insanları, “Fısıldayan Galeri” olarak bilinen fiziksel olgudan ilham alarak bir çözüm ürettiler. Duvarların her tarafından mükemmel kıvrımlı bir yüzey oluşturduğu akustik bir ortamda ses dalgaları büyük ölçüde engelsiz bir şekilde hareket edebilir, bu sayede duvar boyunca herhangi bir pozisyonda duran bir kişi duvarın herhangi bir bölümünden gelen cılız bir sesi dahi duyabilir. Cami ve katedral gibi yapılarda sıkça rastlanan bu olguya “Fısıldayan Galeri” denir.

►İlginizi Çekebilir: Entegre Kuantum Çipler Geliştirildi

NIST araştırmacılarından Xiyuan Lu, Kartik Srinivasan ve Maryland NanoCenter Üniversitesi'nden bir ekip; görünen fotonları, kızıl ötesi fotonlarla dolanık hale getirdiler ve bu foton çiftlerini oluştururken kolayca seri üretilebilen çip temelli optik bileşenler kullandılar.

Bir lazer ışını yüzük şeklinde bir rezonatöre girer ve ışın bu yüzük yapısı boyunca dönmesi sonucu bir çift dolanık foton(kızıl ötesine yakın spektrumlardaki 2 foton) oluşur. Bu yüzük şekli Fısıldayan Galeri olgusundan türetilmiştir. Bu karmaşık sistem, görünür spektrumdaki fotonun atomik düzeyde bilgi depolama avantajı ile kızılötesi spektrumda yer alan fotonun optik kabloda ilerleme özelliklerini aynı anda kullanma şansı verecek.

Araştırma ekibinden Xiyuan Lu’ya göre resönatörler sayesinde çok sayıda ve istenilen şekilde dolanık foton çiftleri üretmenin verimli bir yolu bulundu. Bu gelişme, optik kuantum iletişim sistemleri üzerine çalışan mühendislerin ideal dolanık çiftler üretmelerini ve gerekli ölçeklendirmeyi yapıp, gelecekte geliştirecekleri sistemlerde kullanabilmeleri için önemli bir adım oldu.

Kuantum hesaplama gibi bütünleşmiş gerçekler sınırları daha da zorlayacak. Kısaca anlatmak gerekirse bu araştırma ile gelecekte hayatımızda büyük rolü olması kuvvetle muhtemel olan kuantum iletişim araçları için uygun özelliklere sahip kuantum ışık kaynağının nasıl yapılabileceği öğrenildi.

Kaynak:

►interestingengineering.com