Bilim dünyası, kuantum internetin temellerini atmak için değerli bir adım daha attı. Geçtiğimiz günlerde Science mecmuasında yayımlanan bir çalışmada, araştırmacılar günümüz internet altyapısına dayanan fiber optik kablolar üzerinden kuantum sinyalleri göndermeyi başardılar. Bu muvaffakiyet, kuantum verisinin klasik internet protokolleriyle uyumlu bir halde iletilmesini sağlıyor ve gelecekteki kuantum internetin gelişimi için büyük bir umut taşıyor.
Pennsylvania Üniversitesi’nden materyal bilimi ve elektrik mühendisliği profesörü Liang Feng, bu gelişmenin ehemmiyetine dikkat çekiyor. Feng, daha evvelki kuantum bağlantı deneylerinin birçoklarının, izole laboratuvar ortamlarında ya da özel altyapılarla hudutlu kaldığını, lakin bu yeni yaklaşımın kuantum sinyallerini gerçek dünya ağlarına entegre etmeyi başardığını belirtti. Feng’in liderliğindeki grup, Q-Chip isimli özel bir kuantum çipi geliştirdi. Bu çip, kuantum datalarını klasik sinyallerle tıpkı fiber optik kablolar üzerinden taşıyor ve bu süreç standart internet protokollerine uyumlu halde gerçekleştiriliyor.
Q-Chip devrimi
Kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarların temel bilgi taşıma ünitesi olan bitlerin tersine, birebir anda birden fazla durumda bulunabilen kübitler kullanarak data işliyor. Kübitlerin birbirleriyle kurduğu dolanıklık alakası sayesinde, bilgiler aralık gözetmeksizin temaslı kalabiliyor. Lakin, bu özellik tıpkı vakitte kuantum verisinin son derece hassas ve kırılgan olmasına yol açıyor. Kuantum verisi gözlemlendiği an çökebiliyor ve taşınan bilgi kaybolabiliyor. Mevcut internet altyapısı, bilgi paketlerini yönlendiren yönlendiriciler kullanırken, kuantum verisiyle birebir biçimde çalışmak bu hassas bilgiyi yok edebilir. İşte burada Q-Chip devreye giriyor.
Q-Chip, her kuantum sinyaline bir klasik “başlık” ekleyerek bu sorunu çözüyor. Fiber optik lazer darbeleriyle kodlanan başlık, bilginin yönlendirilmesi ve zamanlanmasıyla ilgili bilgileri içeriyor. Yönlendiriciler, bu başlığı okuyor ve datayı gerçek maksada yönlendiriyor, lakin kuantum sinyaline rastgele bir müdahale etmiyor. Böylelikle, kuantum ve klasik sinyaller tıpkı anda, senkronize bir formda, birebir fiber optik kablo üzerinden iletiliyor. Feng, bu teknolojiyi “kuantum sinyallerini mevcut altyapılarda bozulmadan iletmek için büyük bir adım” olarak tanımlıyor.
Ekip, geliştirdikleri sistemi test etmek için Verizon’a ilişkin bir kilometrelik fiber optik sınırı kullandı. Kuantum sinyali, çevresel gürültüye karşı klasik sinyalle emsal biçimde reaksiyon verdi. Bu durumda, klasik sinyal yardımıyla bozulan sinyal düzeltildi ve kuantum data inançlı bir halde gayeye ulaştırıldı. Bu test, kuantum verisinin mevcut altyapılarla uyumlu bir halde iletilmesinin mümkün olduğunu gösteriyor.
Çalışmanın ilerleyen basamakları, Q-Chip’in silikon tabanlı yapısının, mevcut üretim süreçleriyle seri üretime geçmesini kolaylaştıracağını ortaya koyuyor. Feng, bu teknolojinin lokal ağlar ve metropol ölçeğinde birinci kuantum internet evrelerini başlatmak için temel bir adım olduğunu belirtiyor.
