Yapılandırılmış ışık; ışığın desenlerini veya resimlerini tanımlamanın görsel olarak estetik bir yolu olmasının dışında, gelecekte hem daha hızlı hem de daha güvenli iletişimleri de vaat eder.
Kuantum mekaniği son 100 yılda uzun bir yol kat etti, ancak yine de daha uzun bir yol var. Güney Afrika’daki Witwatersrand Üniversitesi’nden AVS Quantum Science araştırmacıları, daha büyük bir kodlama alfabesi, daha güçlü güvenlik ve gürültüye karşı daha iyi bir direnç oluşturmak için kuantum protokollerinde yapısal ışık kullanmadaki ilerlemeyi gözden geçiriyor.
Geleneksel olarak, sadece iki değeri olan ışığın polarizasyonu ile kuantum protokolleri uygulanmıştır. Bu sadece 1 bitlik foton başına maksimum bilgi kapasitesine sahip iki seviyeli bir sistemdir. Ancak, ışık desenlerini alfabe olarak kullanmak; bilgi kapasitesinin çok daha yüksek olmasını sağlar. Ayrıca, güvenliği daha güçlüdür ve gürültüye karşı dayanıklılık (arka plandaki ışık dalgalanmaları gibi) geliştirilmiştir.
Araştırmacı Forbes: “Işık kalıpları, yüksek boyutlu haller dediğimiz şeyin bir yoludur. Yüksek boyutludurlar, çünkü birçok model kuantum sürecine dahil olur. Ne yazık ki, bu modelleri yöneten araç kiti hala az gelişmiş olduğundan üzerinde çok fazla çalışma gerektiriyor.”
Kuantum Bilim Topluluğu; hem bilimde hem de türetilmiş teknolojilerde kayda değer gelişmeler kaydetmiştir. Örneğin, dolaşma değişiminin şimdi kuantum bir tekrarlayıcıda bir çekirdek madde olan uzamsal ışık modları ile gösterilmiş olduğu halde, düğümler arasında güvenli bir şekilde iletişim kurmanın araçları artık yüksek boyutlu kuantum anahtar dağıtım protokolleri vasıtasıyla mümkün olmaktadır. Ekip; hızlı ve güvenli bir kuantum ağına biraz daha yaklaştı.
Benzer bir şekilde, kuantum bilgisayarı için egzotik çok partili yüksek boyutlu durumların inşası, hayalet görüntülemede (iki ışık detektöründen gelen ışığı birleştirerek üretilen) daha yüksek bir çözünürlüğe sahip olmasıyla gerçekleştirildi. Yine de, yüksek boyutlarda dolaşmış çoklu fotonların tam kontrolü için her yerde iki fotonun iki boyuttan öteye geçmesi zordur.
Forbes: “Desenlerle dolaşmış fotonların nasıl oluşturulacağını ve algılanacağını biliyoruz. Ama onları bir noktadan diğerine alma konusunda gerçekten iyi bir kontrolümüz yok, çünkü atmosferde ve optik fiberde bozuluyorlar ve onlardan bilgi edinmenin verimli bir şekilde nasıl yapıldığını bilmiyoruz. Şu an bunun için çok fazla ölçüm gerektiriyor.
Pek çok protokolün, her iki dünyanın en iyisi için desenleri kutuplaşma ile birleştirerek daha basit araçlarla verimli bir şekilde uygulanabileceği ortaya çıktı. İki boyut desenden ziyade, hibrit durumlar; çok boyutlu durumlara, örneğin sonsuz bir iki boyutlu sistem kümesine erişme izni veriyor. Bu, ışık modellerine dayalı bir kuantum ağını gerçekten gerçekleştirmek için umut verici bir yol gibi görünüyor.”
