Çin’den kuantum interneti için 420 km’lik dolanıklık rekoru

Kuantum teknolojilerinin ticari ölçekte yaygınlaşmasının önündeki en büyük engellerden biri olan uzun mesafeli veri kaybına karşı yeni bir yöntem geliştirildi. Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi araştırmacıları, iki kuantum hafızasını 420kilometrelik optik fiber hattı üzerinden birbirine bağlayarak madde-madde dolanıklığı oluşturdu. Çalışma, gelecekte kurulması planlanan güvenli kuantum iletişim ağları için yeni bir altyapı modeli ortaya koydu.

MESAFE REKORU

Kuantum dolanıklığı laboratuvar ortamlarında uzun süredir uygulanıyor. Ancak mesafe arttıkça iki kuantum hafızası arasındaki bağlantının korunması giderek zorlaşıyor. Xi-Yu Luo liderliğindeki ekip, lazerle soğutulmuş rubidyum atomu bulutlarından oluşan iki bellek birimini 420 kilometrelik fiber hattının iki ucuna yerleştirdi. Böylece önceki mesafe rekoru dört katına çıkarıldı. Alice ve Bob olarak adlandırılan belleklerden yayılan fotonlar, hattın ortasındaki Charlie isimli düğümde buluşturuldu ve başarılı bir girişim deseni oluşturdu.

TELEKOM UYUMU

Sistemin bu mesafede çalışabilmesi, kuantum sinyallerinin mevcut telekom altyapısına uyarlanmasıyla mümkün oldu. Kuantum hafızalarının yaydığı fotonlar standart optik fiberlerde hızla emildiği için araştırmacılar sinyalleri telekomünikasyonda kullanılan dalga boylarına dönüştürdü. Bu sayede iletim kayıpları azaltıldı. Titreşim ve sıcaklık değişimlerinin bağlantı üzerindeki etkisini sınırlamak amacıyla yeni bir stabilizasyon şeması da geliştirildi. Böylece fiber hattı boyunca taşınan kuantum durumlarının senkronizasyonu korundu.

TEORİK SINIR

Deneyde, kayıplı bir kanal üzerinden iletilebilecek bilgi miktarını tanımlayan PLOB sınırı da pratik olarak aşıldı. Araştırmacılar, tek fotonlu dolanıklık şemasının 320 kilometrenin üzerindeki mesafelerde doğrudan fiber bağlantısına göre daha yüksek başarı oranı sağladığını gösterdi. Sistem, kuantum hafızalarını ara düğüm olarak kullanarak doğrudan veri iletiminin mesafe kaynaklı kayıplarını azalttı.

AĞ ALTYAPISI

Pratik bir kuantum internetinin kurulması için daha uzun bir geliştirme süreci gerekiyor. Buna rağmen yüzlerce kilometrelik mesafede çalışan bellek tabanlı mimari, güvenli iletişim ağlarının temel bileşenlerinden biri olarak öne çıkıyor. Geliştirilen sistem, mevcut telekomünikasyon altyapısıyla uyumlu çalışması ve uzun mesafelerde kuantum durumlarını koruyabilmesi sayesinde gelecekteki kuantum ağ yatırımları için teknik bir temel sunuyor.