Tümüyle Fotonik Kuantum Tekrarlayıcılar; daha hızlı ve daha güvenli bir küresel kuantum internete yol açabilir
Mühendislik araştırmacıları, gelecekteki Kuantum İnternet’in omurgasını oluşturabilecek bir cihaz için fizibilite kanıtı sundular. Toronto Üniversitesi Mühendislik Profesörü Hoi-Kwong Lo ve ortakları; uzun mesafeli kuantum iletişiminde kritik bir adım olan, tüm fotonik kuantum tekrarlayıcıları için kilit bir unsur için prototip geliştirdi.
Bir kuantum internet; kuantum bilgi işlemenin ‘Kutsal Kasesi’ olup, bilgi teorik olarak güvenli iletişim de dahil olmak üzere birçok yeni uygulamayı mümkün kılmaktadır.
Araştırmacılar, neredeyse kırılmaz şifreleme sağlamak için kuantum fiziğinin temel özelliklerinden yararlanacak verileri iletmenin başka yollarını önerdiler. En umut verici teknolojilerden biri; Kuantum Anahtar Dağılımı (QKD) olarak bilinen bir tekniktir. QKD, kuantum bir sistemin durumunu algılama veya ölçmenin basit hareketinin o sistemi bozduğu gerçeğinden faydalanır. Bu yüzden, herhangi bir üçüncü tarafın gizlice dinlemesi net bir şekilde tespit edilebilir bir iz bırakacaktır ve herhangi bir hassas bilgi kaybolmadan önce iletişim kesilebilir.
Işık sinyalleri; fiber optik kablolar boyunca uzun mesafeler kat ettiklerinde güç kaybettikleri için, tekrarlayıcı olarak adlandırılan cihazlar, hat boyunca düzenli aralıklarla yerleştirilir. Bu tekrarlayıcılar; bilgiyi hat boyunca iletmeye yardımcı olmak için sinyalleri arttırır ve yükseltir.
Ancak kuantum bilgisi farklıdır ve kuantum bilgisi için mevcut tekrarlayıcılar oldukça problemlidir. Tekrarlayıcı bölgelerinde kuantum halinin depolanmasını gerektirir. Böylece tekrarlayıcıları çok daha fazla hataya açık, yapımı zor ve çok pahalıdır. Çünkü genellikle kriyojenik sıcaklıklarda çalışırlar.
Lo ve ekibi farklı bir yaklaşım önerdi. Tamamen Fotonik Kuantum Tekrarlayıcı adı verilen, standart kuantum tekrarlayıcıların eksikliklerinin çoğunu ortadan kaldıracak veya azaltacak yeni nesil tekrarlayıcıların geliştirilmesi üzerinde çalışıyorlar.
Lo: “Zamana Bağlı Adaptif Bell Ölçümü’ne izin veren tüm fotonik tekrarlayıcıları geliştirdik. Bu tekrarlayıcılar tamamen optik olduğu için, geleneksel (kuantum hafızasına dayalı madde) tekrarlayıcıların sahip olmdığı avantajlar sunuyorlar. Örneğin, bu yöntem oda sıcaklığında çalışabilir.”
Bir Kuantum İnternet, alışılmadık güvenlik ve kuantum ışınlama gibi geleneksel internet’te uygulanması mümkün olmayan uygulamalar sunabilir.
