Kuantum interneti kurmak sadece daha hızlı bilgisayarlarla ilgili değil. Hassas kuantum parçacıklarını, taşıdıkları bilgileri kaybetmeden gürültülü ve öngörülemeyen ağlar üzerinden göndermeyi gerektiriyor. İnternet kablolarında kuantum çalışmaları bu gereksinimi karşılamak için önemlidir. Şimdi, Pennsylvania Üniversitesi’ndeki mühendisler, kuantum sinyallerinin, günümüzün internetini çalıştıran aynı internet protokolünü (IP) kullanarak ticari fiber optik hatlarda çalışabileceğini gösterdiler.
İnternet kablolarında kuantum parçacık avantajı
Verizon’un Philadelphia’daki kampüs ağıyla çalışan ekip, kırılgan kuantum durumlarını korurken kuantum ve klasik bilgileri koordine eden bir silikon “Q-çip” geliştirdi. Çalışmanın sonuçları Science dergisinde yayımlandı. İnternet kablolarında kuantum kullanımını artırmak bu geliştirmelerle mümkün hale geldi.
Kuantum sinyalleri, birbirine bağlı parçacık çiftlerine dayanır. Birinin değişmesi anında diğerini de etkiler; bu özellik, bir gün kuantum işlemcilerin güçlerini birleştirmelerine olanak tanıyabilir. Ancak böyle bir ağın ölçeklendirilmesi zordur çünkü kuantum parçacıkları ölçüldükten sonra çöker.
Doktora öğrencisi ve makalenin ortak yazarı Robert Broberg: “Normal ağlar, verileri nihai hedefe yönlendirmek için ölçer. Tamamen kuantum ağlarıyla bunu yapamazsınız, çünkü parçacıkları ölçmek kuantum durumunu yok eder” dedi.
Bunu çözmek için Penn mühendisleri, “Fotonik Kuantum-Klasik Hibrit İnternet” anlamına gelen Q-çip’i tasarladı. Bu çip, ölçülebilir bir klasik ışık sinyalini, yönlendirdiği kuantum parçacığıyla eşleştiriyor. Makalenin başyazarı Yichi Zhang: “Klasik sinyal, kuantum sinyalinin hemen önünden geçiyor. Bu, kuantum sinyalini bozulmadan bırakırken, klasik sinyali yönlendirme için ölçmemize olanak tanıyor” diyor. İnternet kablolarında kuantum teknolojisinin bu şekilde entegre edilmesi mümkündür.
Çip bir tren gibi çalışır. Klasik başlık motor görevi görürken, kuantum verileri içeriği bozulmadan açılamayan mühürlü vagonlarda takip edilir. Başlık okunabildiği için, sistem her iki veri türünü de internet tarzı paketlere sarabilir ve mevcut protokollerle yönlendirebilir.
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ve Elektrik ve Sistem Mühendisliği profesörü Liang Feng, sonucu ileriye doğru atılmış bir adım olarak nitelendirdi. “Entegre bir çipin, Verizon gibi canlı bir ticari ağda kuantum sinyallerini yönetebileceğini ve bunu klasik interneti çalıştıran protokolleri kullanarak yapabileceğini göstererek, internet kablolarında kuantum çalışmalarının gerçekçi bir uygulamaya dönüştüğünü gösteriyoruz.” dedi.
