Çin'de bir grup bilim insanı, 50 kilometreden fazla fiber optik kablonun üzerindeki kuantum anılarını birbirine bağladı ve önceki rekoru 40 kattan fazla aştı. Bilim adamları, bu başarının saldırıya dayanıklı bir internete doğru önemli bir adım olduğunu söyledi.
Bugün kullandığımız internet gerçekten devrimci bir buluştu. Dünyayı bilgi ile birleştirdi ve milyonlarca sevimli ve sevimli kedinin fotoğrafını paylaşmamıza izin verdi. Ancak internet, önemli veya hassas bilgileri ele geçirmeye çalışan bilgisayar korsanlarıyla da doludur. Mücadele etmek için fizikçiler, atomaltı parçacıkların tuhaf doğasını açığa çıkarmak için ünlü, varsayımsal ölü ve canlı kedi olan Schrödinger'in kedisinden biraz yardım alarak bir çözüm buldular.
Önerilen çözüm, kuantum mekaniğinin tuhaf dünyası tarafından yönetilen yeni bir internet. Böyle bir internet bir gün güvenli bir şekilde veri göndermek, almak ve saklamak için standart haline gelebilir.
Klasik bilgi işlem dünyasında bilgi, 0 veya 1 değerlerine sahip bitlerle temsil edilir. Bir kuantum bilgisayarı gibi, kuantum bilgisayarı, kuantum mekaniğinin temel özelliklerinden biri olan süperpozisyon ilkesinden yararlanır. Bu ilke, fizikçi Erwin Schrödinger'in aynı anda hem ölü hem de canlı bir kutudaki bir kedinin paradoksu kullanılarak ünlüdür. Kuantum bilgisayarlar, eşzamanlı olarak hem 1 hem de 0 değerine sahip oldukları bir süperpozisyon durumunda bulunabilen kuantum bitleri veya "kübitler" kullanırlar. Bu belirsizlik durumunda bir kübit, bir gözlemci tarafından ölçülene kadar, kübit 0 veya 1'in belirli bir durumuna daraltılır.
İki veya daha fazla kübiti birlikte eşlerseniz birbirine dolanırlar. Kuantum dolaşıklığı, iki veya daha fazla parçacık arasındaki eterik bağlantıdır, öyle ki, biri üzerinde gerçekleştirilen herhangi bir eylem, birbirlerinden ne kadar uzakta olduklarına bakılmaksızın, diğerlerini anında etkiler. Albert Einstein ünlü olarak bu fenomeni “uzaktan ürkütücü eylem” olarak adlandırdı. Bir kuantum internetin gerçek büyüsü, kuantum ışınlanma olarak da adlandırılan dolaşmış parçacıklar kullanılarak bilgi gönderildiğinde başlar.
Hefei Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi fizik profesörü Jian-Wei Pan, "Kuantum ışınlanması, orijinal parçacığın kendisini göndermeden, bilinmeyen bir kuantum halini bir parçacıktan diğerine aktarmanın bir yoludur." ve araştırmanın ortak yazarı, National Science Review ile yaptığı röportajda söyledi.
Dolaşmış kübitler herhangi bir şekil veya biçimde fiziksel olarak birbirine bağlı olmadığından, aralarındaki iletişimin kesilmesi imkansızdır.
Pan ve ekibi, boş alanlardan uzun mesafelerde hafif parçacıkların veya fotonların karıştığını zaten gösterdiler. 2017 yılında ekibi, Micius adında bir Dünya yörüngesindeki uydu rölesi kullanarak 7400 mil (746 mil) ayrılmış iki foton dolaştırdı.
Uygulamada, dolaşıklık titiz bir iştir. Sıcaklık veya titreşim değişikliği gibi en küçük rahatsızlıklar, dolaşmış parçacıklar arasındaki bağlantıyı keserek, paylaşılan durumlarını daraltabilir. Gerçek bir kuantum interneti gerçekleştirmek için fizikçilerin kuantum anılarının yardımını almaları gerekir.
Hefei Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi fizik profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Xiao-Hui Bao, "Kuantum bellek kuantum bilgilerini saklayan bir cihazdır. Canlı Bilim.
Kuantum anılar
Nature dergisinde 12 Şubat'ta yayınlanan çalışmada, Pan ve meslektaşları 50 km fiber optik kablo boyunca kuantum hatıraları dolaştırmayı başardılar. Anılar arasındaki ayrılığın bir önceki kaydı 1,3 km idi.
Yeni çalışmanın deneyinde, kuantum hafızası, vakumda sıkışmış lazer soğutmalı rubidyum atomlarının bir topluluğu olduğunu söyledi. Ekip, 100 milyon hapsolmuş atom bulutunu okumak ve yazmak için fotonlar kullandı. Fotonlar hem atomları daha yüksek bir enerji durumuna uyarmak için, araştırmacıların dolaşmak istediği kubitleri ayarlayarak hem de optik kablodan gönderilecek bir dolaşmış foton üreterek kullanıldı. Araştırmacıların daha sonra fotonların frekansını değiştirmeleri gerekiyordu, böylece laboratuvarlarına sarılmış 50 km'lik fiber optik kabloda kaybolmayacaktı. Son olarak, foton, ikinci kuantum hafızayı başarılı bir şekilde dolaştırmak için kablo yoluyla yolculuğuna gönderilebilir.
Anılar arasında kuantum dolaşımı sağlanmış olsa da, takım iki düğüm arasında bilgilerin kuantum ışınlanmasını henüz gerçekleştirmedi. Araştırmacılar, bu çalışmanın dolaşmış iletişimi daha uzun mesafelere uzatacak ve sonunda büyük ölçekli bir kuantum ağına yönlendirecek bir kuantum röle istasyonları ağı oluşturmanın yolunu açacaklarını umduklarını söylediler.
