Ultra güvenli, süper hızlı bir 'kuantum internet' yaratmak mümkünse, kuantum dolaşık fotonlar bunun için kesinlikle gereklidir – ve bilim adamları onları oluşturmak için çok kullanışlı yeni bir yol buldular.
Kuantum dolaşıklığı, iki parçacığın (fotonlar gibi), aralarındaki fiziksel mesafeden bağımsız olarak birbirine bağlandığı bir fenomendir. Parçacıklardan birine bir şey olursa, diğerine bir şey olması gerekir.
Fizikçiler dolanıklığın tam olarak nasıl oluştuğunu hala tam olarak anlamamış olsalar da, bu fenomen kuantum gücü ile uzun menzilli iletişim olasılığını ortaya çıkarıyor – burada parçacıklardaki değişimler büyük bir mesafeden dolaşan parçacıklarda kaymalara yol açıyor.
Bu özel çalışma, kuantum dolaşık fotonların kuantum anahtar dağıtımı (QKD), bir tür düşük seviyeli kuantum İnternet olarak kullanıldığını ve burada birler ve sıfırlar şeklindeki klasik verilerin kuantum fiziği yoluyla fazladan bir gizlilik ve güvenlik katmanı kazandığını öne sürüyor.
Şimdiye kadar, bu şifreleme yöntemleri için kullanılan dolaşık fotonlar, 700 ila 1550 nm'lik yakın kızılötesi dalga boyu aralığı ile sınırlandırıldı ve bu da onları ışık emici gazlar ve güneş radyasyonundan kaynaklanan parazitlere karşı savunmasız hale getirdi.
Başka bir deyişle, veri bağlantısı yalnızca geceleri çalışır: sözde yeni nesil İnternet altyapısı için ideal değildir.
Yeni araştırma, 2,1 mikrometrelik daha uzun dalga boyunda ve bu tür parazitlerden korunan karışık fotonların nasıl üretilip tespit edileceğini gösteriyor. Sonuç, çok daha güvenilir ve istikrarlı bir iletişim kanalıdır.
Araştırmacılar, yayınladıkları makalelerinde, “Polarizasyonla dolaşık foton çiftlerinin bizim yaklaşımımızla üretilebileceğini, kontrol edilebileceğini ve tespit edilebileceğini gösterdik” diye yazıyor.
“Bu çalışma, kuantum optiği için yeni bir platform sağlıyor ve bu dalga boyu modunda kuantum algılama ve uzun menzilli kuantum güvenli iletişim için teknoloji uygulamalarının yolunu açıyor.”
Bunu başarmak için, araştırmacılar doğrusal olmayan bir lityum niyobat kristali kullandılar: kristali hedef alan bir lazerden ultra kısa ışık darbeleri kullanılarak birbirine dolanmış foton çiftleri oluşturuldu.
Kuantum İnternet, eğer onu nasıl yaratacağımızı bulabilirsek, bugün sahip olduğumuz her şeyden kat kat daha güçlü, daha güvenli ve daha özel olacağına söz veriyor. Örneğin, herhangi bir bilgisayar korsanlığı girişimi ilgili bağlantıyı anında keser – iyi bir güvenlik ağı.
Bu hayali gerçekleştirmekten hâlâ uzun bir yoluz – uzaktan, istikrar içinde, pratikte – ancak bunun gibi yenilikler bizi sürekli olarak yakınlaştırıyor ve kuantum hesaplamayı hipotezden gerçeğe dönüştürüyor.
Hannover Üniversitesi'nden kuantum fizikçisi Michael Kues, “Bir sonraki önemli adım, bu sistemi entegre fotonik cihazlara dönüştürerek küçültmek olacak, bu da onu seri üretime ve diğer uygulamalı senaryolarda kullanıma uygun hale getirmek olacak” diyor. Almanya'da Leibniz.
Çalışma, Science Advances dergisinde yayınlandı.
