Ekranlarda; bilim-kurgu ve çizgi filmlerde, göründüğü gibi büyüleyici olan, kuantum teleportasyon, Pokémon’da gördüğünüz teleportasyonla ya da Scotty’nin Star Trek’te yaptığını gördüğünüz şeyle aynı değildir.
Basitçe belirtmek gerekirse, kuantum ışınlama, gerçek partiküller toplanmadan, kuantum bilgisini bir parçacıktan, diğerine aktarma işlemidir. Bir parçacığın kuantum halinin uzaklığa bakılmaksızın, diğeriyle anında paylaşılabildiği bir dolaşma prensibi içerir.
International Business Times kısaca şöyle açıklıyor:
Kuantum teleportasyonun işlevini bir örnekle anlatalım: Üç kişi var: Alice, Bob ve Charlie. Alice, Bob’a bilgi göndermek istiyor. Bunu yapmak için, teleport etmek istediği bir fotonu hazırlar ve Bob’ı Charlie’ye gönderir; Bob ise iki fotonu birbirine bağlar ve bunlardan birini Charlie’ye gönderir. Charlie iki fotonu alırsa -Alice ve Bob’dan biri- her ikisi de birbirine dolanmasına neden olan bir Bell-devlet ölçümü olarak bilinen şeyi- gerçekleştirir. Bu da, Bob’ın fotonunun, Alice’in orijinal fotonunun içine çökmesine ve böylece Alice ile Bob arasındaki kuantum durumunu teleport edip, teorik olarak birkaç mil uzakta ayrılmasına neden olur.
Bilim adamları konseptle oynamakta ve bunu laboratuvarlarda denemektedir. 1997’de, aynı laboratuvarda iki parçacık arasındaki 800 metrelik mesafeden teleportasyon denendi. Sonra, 2012’de Kanarya Adaları’ndaki iki ayrı bölgede, iki parçacık arasında ışınlanma, kayıtlara göre 143 kilometreyi (88.8 mil) buldu.
O zamandan beri, nispeten kontrolsüz bölgelerde güvenli kuantum teleportasyon yapabilme olanağı keşfedildi, bu yakın zamanlara kadar mümkün görünüyordu.
Fotonlar ve Potansiyel
Kanada, Calgary ve Hefei’den iki ayrı araştırma ekibi, ilk “gerçek dünya” kuantum teleportasyonunu gerçekleştirdi. İki ekip, şehrin mevcut fiberoptik kablolarını kullanarak, teleport yapmayı başardı.
Calgary ekibi, fotonları dakikada yaklaşık 17 foton hızlı bir oranda, yaklaşık 6.4 km’lik bir mesafe boyunca göndermeyi başardı. Hefei ekibi, diğer yandan, daha yavaş bir hızda, ancak 14 km’lik bir sürede fotonları teleportladı. Hefei ekibi ayrıca, işlemden sonra parçacıkların foton durumunu doğru bir şekilde belirlemede % 50 ortalamayla geçtiler; bu süreç de zaman kazandıran ek bir adım oldu. Kanadalılar ise yaklaşık % 25’lik bir oranla geçtiler.
Kanada Alberta Calgary Üniversitesi Araştırmacısı Wolfgang Tittel, kurulumlarının, kuantum tekrarlayıcı kullanarak kentler arasında kuantum iletişimi sağlamada daha yararlı olabileceğine inanıyor. Hefei ekibinden Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Araştırmacısı Jian-Wei Pan, kentsel kuantum teleportasyonun işe yaraması için gerekli olan merkezi bir kuantum bilgisayar olduğuna inanıyor.
Her iki testte de şüphesiz başardılar. Münih Max Planck Enstitüsü’nden Johannes Kofler, bu deneylerin uzun vadeli bir hedefe giden yolda, yani büyük şehirleri birbirine bağlayan, bir fiber tabanlı kuantum internet inşa etmek için kilometre taşları olarak görülebileceğini belirtti.
Kuantum ışınlama, daha güvenli bir veri şifrelemesi için de yararlı olabilir. Dolaşma ile, dışarıdan birinin bu kuantum teleportasyon şeritleri boyunca hareket eden verileri okumasının hiçbir yolu yoktur. Her iki takımın bulguları da Nature Photonics dergisinde yayınlandı.
