Illinois Grainger Mühendislik Koleji’nden araştırmacılar, iterbiyum-171 (Yb-171) atom dizisiyle kuantum ağları için ölçeklenebilir bir platform tanıttı. Çalışma, uzun mesafeli kuantum iletişiminde sıkça başvurulan dalga boyu dönüşüm adımını gereksiz kılacak bir stratejiye dayanıyor: atom-foton dolanıklığını doğrudan telekom bandında kurmak. Böylece modern fiber optik altyapıyla uyum korunurken, dönüşüm kaynaklı sinyal kaybı ve gürültü azaltılıyor.
İTERBİYUM-171 DİZİSİ
Atom benzeri kübitlere sahip önceki ağların çoğu görünür/UV bölgede çalışıyordu ve sinyali telekom bandına çevirmek zorundaydı. Grainger ekibi ise alkali-toprak-benzeri yapısıyla kuantum topluluğunda tercih edilen Yb-171’e yöneldi. Ekip, atomun uygun enerji seviyelerini kullanarak 1389 nm telekom geçişinde tek fotonla doğrudan atom-foton dolanıklığı doğruladı ve böylece dönüşümsüz uzun mesafe iletişime bir yol açtı.
TELEKOM BANT DOLANIKLIK
Araştırmacılar, atom dizisini bir optik fiber dizisine eşleyerek ölçeklenebilir bir ağ protokolü tarifledi. Kurulan arayüz, yüksek doğrulukta ve telekom uyumlu çalışırken, belirli kübitlerin koheransını koruyup diğerlerini iletişim görevlerine yönlendirebiliyor. Sunulan mimari, donanım düzeyinde paralelleştirme ile çoklu bağlantılara kapı aralıyor.
PARALEL AĞ PROTOKOLÜ
Ekip, deneylerinde yüksek atom-foton dolanıklık sadakati bildirdi ve fiber dizisi entegrasyonuyla protokolün aynı anda birden fazla kanal üzerinden çalışabileceğini gösterdi. Bu, kuantum ağlarının aktarım hızı ve bağlantı yoğunluğu açısından kritik bir ölçeklenme yolu sunuyor.
SINIRLAR VE PLANLAR
Mevcut platform, yüksek doğruluğa karşın nispeten düşük foton toplama verimliliği nedeniyle ağ hızında sınırlı. Araştırmacılar sıradaki hedefin, toplama verimini artırmak için optik boşluk (cavity) tabanlı mimarilere geçiş olduğunu belirtiyor. Ekip ayrıca, büyük ölçekli bir kuantum ağda nihai hedefin atom-atom dolanıklığı olduğunu; bunun atom-foton bağlantıları üzerinden zincirleme biçimde gerçekleştirileceğini vurguluyor.
SAATLER İÇİN KÖPRÜ
İterbiyum atom dizileri, optik atom saatleri ve kuantum destekli metrolojide öne çıkıyor. Araştırmacılar, bir sonraki nesil optik frekans standartlarının gerçek ticari kullanıma geçebilmesi için dünyanın dört yanındaki saatlerin kuantum ağları aracılığıyla birbirine bağlanıp senkronize edilmesi gerektiğini, sunulan ölçeklenebilir arayüzün bu vizyonun önemli bir bileşeni olduğunu ifade ediyor.
