Kuantum internetini kurmak yalnızca daha hızlı bilgisayarlardan ibaret değil. Asıl mesele, hassas kuantum parçacıklarını, bilgilerini kaybetmeden gürültülü ve öngörülemeyen ağlar üzerinden aktarabilmek.
Pennsylvania Üniversitesi’nden mühendisler, bu soruna çözüm getiren bir çip tasarladı. Verizon’un Philadelphia’daki kampüs ağı üzerinde yapılan denemelerde, kuantum sinyallerinin klasik interneti çalıştıran aynı IP protokolü üzerinden yönlendirilebildiği gösterildi. Çalışmanın sonuçları Science dergisinde yayımlandı.
Q-ÇİP İLE ÇİFTE YOLCULUK
Ekip, ‘Fotonik Kuantum-Klasik Hibrit İnternet’ anlamına gelen Q-çipi geliştirdi. Çip, ölçülebilen klasik ışık sinyalini kuantum parçacığıyla eşleştirerek, yönlendirme sırasında kuantum durumunun bozulmasını engelliyor.
Makalenin başyazarı Yichi Zhang, sistemi tren benzetmesiyle açıkladı:
“Klasik sinyal lokomotif gibi önden gidiyor, kuantum verileri ise mühürlü vagonlarda takip ediyor. Başlık okunabiliyor ama içerik bozulmadan kalıyor. Böylece kuantum bilgiler internet paketlerine sarılabiliyor.”
HATA DÜZELTME YENİLİĞİ
Kuantum parçacıklarının ölçüldüğünde çökmesi, bugüne dek ağların ölçeklendirilmesini zorlaştırıyordu. Penn ekibi, bu sorunu kuantum sinyaline dokunmadan, klasik sinyaller üzerinden hata düzeltme yaparak aştı.
Testlerde yüzde 97’nin üzerinde doğruluk elde edildi. Çipin silikon tabanlı olması, mevcut üretim yöntemleriyle seri üretim imkânı tanıyor. Pilot uygulamada, tek bir sunucu ve düğüm, bir kilometrelik Verizon fiber hattı üzerinden başarıyla bağlandı.
YENİ İNTERNETİN EŞİĞİNDE
Pennsylvania Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Elektrik Sistemleri Profesörü Liang Feng, “Entegre bir çipin, ticari bir ağda kuantum sinyallerini yönetebildiğini ve bunu klasik protokollerle yapabildiğini gösterdik. Bu, daha büyük ölçekli deneyler ve pratik bir kuantum internet için önemli bir adım” dedi.
Doktora öğrencisi Robert Broberg ise çalışmayı internetin ilk günleriyle kıyasladı:
“1990’larda üniversitelerin ağlarını birbirine bağlamasıyla başlayan süreç nasıl büyük dönüşümlere yol açtıysa, kuantum interneti de aynı potansiyele sahip.”
ÖNÜNDEKİ ENGELLER
Her ne kadar sonuçlar umut verici olsa da, kuantum sinyallerinin mesafe kaybı olmadan güçlendirilememesi ölçeklendirme açısından hâlâ büyük bir engel. Mevcut kuantum anahtar dağıtım sistemleri, güvenli iletişim sağlasa da işlemciler arasında doğrudan bağlantı kuramıyor.
Kuantum internetin tam anlamıyla hayata geçmesi için bu sınırlamaların aşılması gerekiyor.
