En Uzun Mesafeli Kuantum Işınlaması Rekoru Kırıldı

Ä°maj kredisi: sakkmesterke/Shutterstock)

Çinli ekip, uyduya maksimum mesafe olan 310 mil (500 km) ila 870 mil (1.400 km) mesafelerde dolaşıklık çalışması yapmayı baÅŸardı. Bu, dolaşık durumlar göndermeyi ÅŸimdiye kadar kimsenin baÅŸaramadığı kadar uzaktır.  Hayır, kimseyi bir uzay gemisine ışınlamadılar. Bunun yerine, Tibet’ten Dünya yüzeyinin 870 mil (1.400 kilometre) yukarısındaki yörüngedeki bir uyduya bir bilgi paketi gönderdiler. Daha spesifik olarak, bilim adamları bir fotonun kuantum durumunu yörüngeye ışınladılar.

Ekip sadece kuantum ışınlanma mesafesi rekoru kırmakla kalmadı , aynı zamanda uzun mesafe kuantum iletişimi için pratik bir sistem inşa edebileceğini de gösterdi. Böyle bir iletişim sisteminin kullanıcıları uyarmadan gizlice dinlenmesi imkansız olacaktır, bu da çevrimiçi iletişimleri çok daha güvenli hale getirecektir.

Kuantumda ürkütücü çiftler

Deney, kuantum mekaniÄŸini tanımlayan birkaç fenomenden birinden yararlanıyor: Dolaşıklık veya Albert Einstein‘ın dediÄŸi gibi “uzak mesafedeki ürkütücü etki”. İki parçacık birbirine dolandığında, birbirlerine baÄŸlı kalırlar, öyle ki, birbirlerinden ne kadar uzak olurlarsa olsunlar, birine yapılan etki diÄŸerini de etkiler. Aynı ÅŸekilde, dolaşık ikilideki bir parçacığın durumu ölçüldüğünde, saniyenin durumunu otomatik olarak bilirsiniz. Fizikçiler bu durumları “baÄŸlantılı” olarak adlandırırlar, çünkü eÄŸer bir parçacık – örneÄŸin bir foton – “yukarı” durumdaysa, karışmış eÅŸi “aÅŸağı” durumda olacaktır – bir tür ayna görüntüsü. (Aslında, iki parçacığın içinde olması için dört olası kombinasyon vardır).

Tuhaf olan ÅŸu ki, birinci parçacığın durumu bir kez ölçüldüğünde, ikincisi bir ÅŸekilde onun hangi durumda olması gerektiÄŸini “biliyor”. Bilgi, ışık hızı sınırı olmaksızın anında seyahat ediyor gibi görünüyor.

Işınlama bilgileri

Haziran ayında, aynı araştırmacılar kuantum ışınlamada başka bir başarı bildirdiler: Uydunun yörüngesindeki konumuna bağlı olarak, Micius uydusundan 994 mil ile 1.490 mil (1.600 ve 2.400 km) arasındaki mesafelerdeki iki yer istasyonuna dolaşık fotonlar gönderdiler . . Bu deney, dolaşıklığın uzun mesafelerde olabileceğini gösterse de, yeni deney, bir fotonun kuantum durumunu uzak bir konuma iletmek için bu karışıklığı kullanıyor.

En son deneylerinde, Åžanghay’daki Bilim ve Teknoloji Ãœniversitesi’nden Ji-Gang Ren liderliÄŸindeki Çinli ekip, Tibet’teki bir yer istasyonundan yörüngedeki bir uyduya bir lazer ateÅŸledi. O lazer ışını, yerdeki baÅŸka bir fotonla karışmış bir foton taşıyordu. Daha sonra yerdeki fotonu üçüncü bir fotonla karıştırdılar ve kuantum durumlarını ölçtüler.  Dört olası kombinasyon vardır: dikey-dikey, dikey-yatay, yatay-dikey ve yatay-yatay.

Bilgi ışıktan hızlı hareket ediyor gibi görünse de, bu özelliği anlık mesajlaşma sistemi olarak kullanmanın bir yolu yoktur. Bunun nedeni , dolaşık parçacıkların durumları birbiriyle ilişkili olsa bile , onları ölçmeden ne olduklarını bilemeyeceğiniz ve durumu kontrol edemeyeceğinizdir.

Ancak dolaşık parçacıkların yapabileceği şey, mesajlar için mükemmel doğrulayıcılar olarak hareket etmektir. Bunun nedeni, bir parçacığı gözlemleme eyleminin davranışını değiştirmesidir. Bu son deneyde bir gizlice dinleyen birisi uydu ile yer arasındaki iletimi engellemeye çalışıyor olsaydı, fotonların kuantum durumları (bilim adamları tarafından ölçüldüğü şekliyle) doğru bir şekilde ilişkilendirilemezdi.

Çinli ekip, uyduya maksimum mesafe olan 310 mil (500 km) ila 870 mil (1.400 km) mesafelerde dolaşıklık çalışması yapmayı baÅŸardı. Bu, dolaşık durumlar göndermeyi ÅŸimdiye kadar kimsenin baÅŸaramadığı kadar uzaktır. DolaÅŸmış fotonlar, hedeflerine giden yolda baÅŸka hiçbir ÅŸeyle etkileÅŸime giremezler, çünkü bir kez etkileÅŸime girdiklerinde durumları “gözlemlenir” – etkileÅŸim tarafından ortaya çıkarılır. Bu nedenle, fotonlar hedeflerine ulaÅŸmadan önce gözlemlenirse ışınlanma çalışmaz. Bilim adamları bunun gibi deneyler yaptıklarında, tek tek fotonları birer birer göndermezler; Ä°stedikleri ölçüleri alabilmek için çok sayıda göndermeleri gerekiyor. AraÅŸtırmaya göre, uzay boÅŸluÄŸunda bile, gönderilen milyonlarca fotondan yalnızca 911’ini güvenilir bir ÅŸekilde alabildi.

Haberin ileri okuması …