Güvenli kuantum internete bir adım daha yaklaşıldı

Güvenli kuantum internete bir adım daha yaklaşıldı

Bilim adamları, tek ve kesin olarak şekillendirilmiş bir ışık fotonunu yayabilecek bir cihaz üretti; böylelikle son derece güçlü ve hacker’ler tarafından erişilemez olan “kuantum internet” kavramının yolu açıldı.

Hayal, şu andaki cihazların kapasitesinin üzerindeki sorunları çözmek için beraber çalışabilecek kuantum bilgisayar ağlarını üretmek üzerine kurulu.

Kuantum özelliklere sahip bir internet kavramını oluşturmanın temel yolu, istek üzerine oluşturulabilecek tek ışık fotonlar üzerine bilgi yerleştirebilme yeteneğinden geçiyor. Son haberlere göre Eindhoven Teknoloji Üniversitesi’nde çalışan Prof. Andrea Fiore, ekibi ile birlikte, bireysel fotonun yapısını “oluşturarak” bu işi yapan nano-boyutlu bir cihaz üretti.

Çalışmada yer almayan, ancak görüş bildiren kişilerden biri de Prof. Chris Phillips (Imperial College London) şöyle diyor: “Tam da istediğiniz zamanda tek fotonları oluşturabilme yeteneği son derece önemli bir adım”.

Kuantum ağları, hükümetler tarafından bütün dünyada çok aranan bir unsur, çünkü iki bilgisayar arasındaki iletişim hacker’ler tarafından müdahale edilemiyor. İletişim esnasında veri okunabilse bile bu otomatik olarak değişecek, ve hack işlemi kolaylıkla anlaşılabilecek.

Bir fotonun şekli, içerdiği enerjiyi ne kadar yumuşak bir şekilde verdiğine bağlı olarak değişir. Enerjinin büyük kısmı işlemin başlangıç aşamasında salınır, geri kalan da sona doğru verilir. Emisyon bir saniyenin trilyonda biri gibi küçük bir zamanda veriliyor ise de, foton orantısız bir şekil almaktadır.

Atomlar doğal olarak tek foton salınımı yapar, ancak bunlar yeteri kadar kesin değildir. Fiore ve ekibi, tetiklendiği zaman bir foton salabilen yarıiletken malzeme olarak özetleyebileceğimiz bir kuantum noktasını kullanarak kontrollü şekillerde fotonlar oluşturabileceklerini buldular.

Fotonu yapılandırmak için, bir süzgeç olarak görev yapan fotonik kristal içine kuantum noktası yerleştirildi. Bu durumda, salınım uygulanan gerilim ile kontrol edilebilecek olan kuantum nokta fotonunun enerjisine bağlı olacaktır. Böylece ışığın hızla kaçması zorlanmış olur. Ekip, bu buluşunu son derece kaliteli bir dergi olan Nature Communications dergisinde yayınladı.

Kuantum bilgisayarlar – teorik olarak mümkünler, ancak başarı ile henüz yapılabilmiş değiller – kuantum mekaniğinin garipliklerini kullanarak çalışıyor. Geleneksel bilgisayarlar verileri 1 veya 0 olmak üzere iki bitte taşımaktadır. Bunlar bilgisayara ulaştığında makine tarafından doğru cevabı vermek üzere dönüştürülür.

Kuantum bilgisayarlar, bu bilgiyi kuantum bitleri (kübitlerin) içine alıyor, bunlar aynı anda 1 ve 0 olabilme özelliğine sahiptir; aynı zamanda bu durum süperpozisyon olarak bilinir. Hesaplama kübitlerin ayarlanmasında saklıdır ve hesaplamalar daha sonra kendileri tarafından yapılacağı için çok ileri düzeyde bir hıza ulaşmak mümkün olmaktadır.

Oxford Üniversitesi’nden Prof. Ian Walmsley, “Şu andaki teknolojimizden son derece farklı bir şey bu” diyor. Hava durumunun tahmin edilmesi gibi bilgisayar hesabı gerektiren işler çok daha kolay hale gelecek. Şu anda bu tür hesaplamalar süper bilgisayarlarda yürütülüyor, ancak bu işlerin kesin olarak yapılması yine çok zaman alıyor; bu sebeple yaklaşımlar yapılmak zorunda kalıyoruz.

Moleküllerin davranışına benzetmek de bir kuantum bilgisayarda mümkün olabilir ve bu ilaç şirketlerinin daha etkili ilaçlar tasarlamasına yardımcı olabilir. Büyük veritabanlarının taranması da kesinlikle işlemi hızlandıracaktır.

Bir kuantum bilgisayarı, kübitlerini dolaşma adı verilen bir kavramı kullanarak eşzamanlı hale getirmek suretiyle hesaplamalarını yapıyor. Bu durum da klasik fiziği yalanlayan bir şekilde, parçacıkların kuantum özelliklerini hatırlatıyor.

Belli bir takım dolaşmış durumlar için, özelliklerini öğrenmek maksadıyla bir parçanın boyutunu ölçmek doğrudan doğruya yanındaki parçacığın ters karaktere bürünmesine neden oluyor. Bu olay, parçacıkların birbirinden uzaklığından bağımsız şekilde ve anında olmaktadır – Einstein bu durumu “uzaktan acayip bir davranış” olarak yorumlamıştır.

Dolaşmış kuantum verisini paylaşmak şu andaki teknolojimiz ile mümkün gözükmüyor. Günümüz interneti ile iletilmek için, çok kıymetli kübitlerin sıradan verilere dönüştürülmesi ve dolayısı ile güçlerini kaybetmesi gerekiyor.

“Çoğu kuantum bilgisayara ulaşmak için kuantum internete ihtiyacınız var” diyen Fiore’nin yeni cihazı, dolaşmış parçacıkları paylaşmaya giden bir adım ve böylece kuantum bilgisayarların birbirine dünya çapında bağlanması mümkün olabilecek.

Fiore, şöyle diyor: “Bu nanoyapılar cihazlar ve çipler şeklinde tasarlanabilir. Gelecekteki bir kuantum ağında kullanılabilecek kuantum çipleri arasında fotonların etkin bir şekilde paylaşılması için bir yol açılmış olur”.

“Bu çok iyi bir destek teknolojisi” diyen Walmsley, şöyle devam ediyor: “Kuantum internet gerçek bir olasılık, ancak haftaya yetişmesi mümkün değil”.

Bu teknolojinin geliştirilmesini sağlamak amacıyla, Birleşik Krallık hükümeti 120 milyon sterlini dört kuantum teknoloji merkezlerine yatıracak. Kasım ayında, Birmingham, Glasgow, Oxford ve York’taki üniversiteler Bilim Bakanı Greg Clark tarafından faaliyete katılacak merkezler olacak. Ayrıca Birleşik Krallık’ın kuantum bilgisayarlara olan ilgisinin daha önceki çalışmalarından hatırlıyoruz.

Kaynak: theguardian.com

1 yorum

Yorum yap
  1. 1
    Mertcan

    Daha bulunduğum yere fiber altyapısı dahi gelmezken (700 metre ilerde var) bunun için kaç yılımız var kim bilir…

+ Leave a Comment