Uzun  mesafeye  kuantum ışınlaması  gerçekleştirildi…! (Long  distance  quantum teleportation …!)

 

“Teleportation”  Kuantum  Dünyasının  yeni  “çocuğu”…!  Birçok  konuda olduğu  gibi,  bilim  insanları  bu  konuda  da  araştırmalar  yapmakta… Dilimize  “ışınlama”  olarak da  alınmış  olan  bu  sözcük, kısaca, bir  atomaltı  parçacığın  yaratılan bağlı-dolaşık  ikizinin (dolaşıklık), kuantum  özelliklerinin    çok  uzaktan  ve   anında değiştirilebilmesini  ifade  etmekte…

Kuantum  dolaşıklık (entanglement) deney  aparatı.

(Kaynak: VOLKER STEGER / SCIENCE PHOTO LIBRARY / GETTY/Cosmosmagazine.com)

Araştırmacılar, kısa  bir  süre  önce, birkaç  yüz  kilometrelik  bir  erişim  sınırı  içinde bu  olayın  gerçekleşebildiğini  deneysel  olarak  gözlemeyi  başarmıştı… Son  gelen  haber   Çin’den…

Brooks  Hay’in   spacedaily.com’da,  11  Temmuz  2017  tarihinde  yayımlanan  bir  haberine  göre,  Çin’li  araştırmacılar  bu  olayı (ışınlamayı) Dünya-uzay  arasında  gerçekleştirmeyi  başarmışlar…!

Dilimize “teleportasyon”  olarak  da girmiş / girmekte  olan  bu  olayı, şimdilik,  “ışınlama” sözcüğüyle  adlandırmaya  devam  edelim… Ne  yazık  ki,  bilimi  üretenler  dili  (sözcükleri) de  üretmekte… Bilimi  üretemeyenler  ise,  dikte  ettirilmiş  bu  sözcükleri  kabullenmekle  yetinmekte…; sözcük  sonlarına “…masyon”lar ekleyerek…! (Gerçi, “dili  korumanın”  gereksiz  bir  gayret  olduğunu  söyleyen, Daniel Dennett  gibi,  bazı  düşünürler   de  mevcut…)

Bu  habere  göre, Çin’li  araştırmacılar  “kuantum  dolaşıklığı”nı (quantum  entanglement)   kullanarak, bir  fotonu  uzaya  ışınlamayı  başarmış… (“Entanglement” (dolaşıklık), iki  kuantum  parçasının (“Kuantum”  zaten tane / parça  demek…!) birbiriyle  ilişkisinin  çok  uzak  mesafelerde  de  oluşturulması veya,  mevcut  ilişkinin  korunması…)

Bu  deneyde, bir  “kuantum  durum  bilgisi” (quantum  information), Çindeki  bir  yer  istasyonundan, Dünya  yörüngesinde, yaklaşık 1000  kilometre  kadar  yukarıda  dolanan  uydu  Micius’a  gönderilmiş…  “Micius”,  bu  gibi  deneyler  için, uzaya  Ağustos  2016’da  gönderilen  bir  uydu…

Çinli araştırmacılar, 32  gün  süren  deney  kapsamında,  yarattıkları  milyonlarca  “dolaşık”  foton  çiftinden uzaya  gönderdikleri  fotonlar  üzerinde  gerçekleştirdikleri  ölçümlerden, 911  addedinde “dolaşıklık”  durumunu  ölçtüler…  Neticede, kuantum ışınlanması  gerçekleştirilmiş  oldu…

Bilim  insanları, kuantum  dolaşıklığı  ve  uzun-mesafe kuantum  ışınlaması  sahasında  gerçekleştirilecek  gelişmelerle,   kauntum  bilgisayarlarının  yanında Dünya-ölçeğindeki internet  ağında (kuantum  internet) çok  önemli kapasite  ve  hız  artışının  sağlanabileceğini  düşünüyor…

Çinin  Teknoloji  Üniversitesinden  Ji-Gang Ren  tarafından  yapılan  açıklamaya  göre, araştırma  grubu, tek-foton  “qubit”leri ( single-photon qubits; quantum  bits )  yerdeki  laboratuvardan, bir  “up-link  kanalı”  vasıtasıyla, Dünyanın  1400  kilometre  yukarısındaki  bir  yörüngede  dolanan  ve  bu  açmaçla  görev  yapan  bir  uyduya  ışınlandı.

Gerçekleştirilen  bu  deneye  “kuantum  ışınlaması” (quantum  teleportation)  adı  verilse  de, bu  süreçte   bir  madde  transferi (ışınlaması) sözkonusu  değil…!

Fizikçiler, 1993’te, bir  atom-altı  parçacığın kuantum  durumunun (kuantum  özelliklerinin), fiziki  olarak farklı  bir  yerdeki  bir  başka  parçacığa  aynen  kopyalanabileceğini farketti… Bu sürecin   “kuantum  hesaplamasında” ( quantum  computation )  kuantum  bitlerinin (qubit) naklinde  kullanılabileceği  anlaşıldı…

Çinli  bilim  insanlarının  gerçekleştirdiği  bu  deney, uzak  mesafede  ve  büyük  hızlarla  hareket  eden  bir  uyduyla,  çok  büyük  bir  hassasiyet  gerektiren  bir  işlemin  başarılmış  olması…!

Kuantum ışınlaması, bir  atomun  veya  fotonun  gerçek  durumu  gibi ,  kuantum bilgisinin (quantum  information), önceden paylaşılmış  kuantum  dolaşıklığı  kullanılarak,   bir yerden  başka  bir  yere,  klasik  iletişim  yöntemleriyle  ve  tam  olarak taşınabilmesini  mümkün  kılan (biraz  dolaşık !)  bir süreç…

Bu  sürecin klasik iletişim yöntemlerini  kullanması  sebebiyle, iletişim ışık  hızı  aşılmadan  gerçekleşmekte… Klasik “bit”  iletişiminde, ışık  hızından  daha  büyük  bir  hızla  bilgi  transferi  mümkün  olamamakta…İki  dolaşık atom  arasında bir  ya  da  daha  fazla  bilgi  “biti”nin ışınlanmasının  mümkün  olduğu  deneysel  olarak  gösterilebilmiş  ise  de, bu  süreç  molekül  veya  daha  büyük kütleler  için  henüz  gerçekleştirilemedi…

Bilim  insanları  kuantum  ışınlamasının  madde  ışınlamasıyla  bir  ilgisi  olmadığını, bu  sürecin  sadece, “durum  bilgisi”  iletimini  sağladığını  vurgulamakta… Bu  süreçte, fiziki  bir  parçanın  hareketi  sözkonusu  değil… “Kuantum  itlerinin” (qubit)  bir  yerden  başka  bir  yere  taşınmasını  mümkün  kılan  bu  sürece,  olsa  olsa, “bilgi  ışınlaması”  demek  mümkün  olabilir…

Bu  konudaki  ufuk-açıcı  makale, 1993’te, C. H. Bennett, G. Brassard, C. Crépeau, R. Jozsa, A. Peres ve  W. K. Wootters   tarafından  yayımlandı… Kuantum  ışınlaması  önce  fotonlar   için,  daha  sonra  da atomlar, iyonlar  ve  elektronlar  için  gerçekleştirildi…

Bilim  insanları,  bu  süreçte  kullanılan  ve  bilgi  tipini kodlayan   “kuantum  biti”nin kopyalanamadığını  ve  yok  edilemediğini  söylüyor… (Bilgi  güvenliği  için  önemli  bir  özellik…)

Kuantum  ışınlaması “qubit”lerin  bir  yerden  başka  bir  yere taşınması  için  bir  mekanizma  sağlamakta… Bu taşınmada, normal  şartlarda “qubit”lerin  bağlı  olduğu  parçacıkların (maddenin)  de  taşınması  gerekmemekte… Araştırmacılar, telgrafın  çok  yüksek  hızla bilgi  taşıması  gibi,  bir  gün,  “qubit”leri  de  hareket  ettirmenin  mümkün  olacağını  düşünüyor…  Ancak, 2013  yılına  kadar, sadece fotonların  ve  tek-atomların bilgilerinin  nakli  mümkün  olabildi…

Yine  de,  “qubit”lerin  taşınabilmesi  için, bilgi  ışınlanacak  iki  farklı  (kaynak, hedef) adreste   “kuantum  dolaşıklığının  ( Bell state) sağlanmasına”   ihtiyaç  var… Kısaca, bir “qubit”in  hareket  ettirilebilmesi  için, bu  iki  adres  arasında belirli bir  “kuantum  kanalının”  tesisi  gerekli…

Işınlama keza, her  bir “qubit”e  eşlik  etmek  üzere, iki  klasik  bit’in  iletimini  de  mümkün  kılacak  şekilde,  klasik  bilgi  iletim linkinin  de  oluşturulmuş  olmasını  gerektirmekte… Bu  ihtiyaç, ölçüm  sonuçlarının iletişimi  için  gerekli… Bilgi  ışınlaması uzay  ortamında  da  mümkün  olabilmekte…

Bilim  insanları bir  atomun “elektronik  durumunu” (electronic  state)  kapsayan  “qubit”leri  ışınlamayı  başarırken, çekirdek  durumunu (nuclear  state) ışınlamayı henüz  başaramadı… Bu  sebeple, “atomun  ışınlanması  başarıldı” sözcüğünün  gerçeği  tam  olarak  yansıtmadığı  söylenmekte…! Bilim  insanları, bu  çeşit  bir  ışınlama  için hedefteki  yerde, üzerinde “qubit”lerin  bağlanmış  olduğu  atomların  mevcut  olması  gerektiğini söylüyor…

 

Yararlanılan  Kaynaklar:

http://www.spacedaily.com/reports/China_teleports_quantum_information_to_space_a_first_999.html

https://cosmosmagazine.com/physics/chinese-scientists-teleport-a-photon-to-space

https://www.wikiwand.com/en/Quantum_teleportation

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s