Üç Yollu Dolaşma Sonuçları Daha İyi Kuantum Kodları İçin İpucu


Geçen ay üç Bilim insanları Nobel Fizik Ödülü’nü kazandı kuantum dünyasının en mantığa aykırı ama sonuçta ortaya çıkan gerçeklerinden birini kanıtlayan çalışmaları için. Parçacıklar büyük mesafelerle ayrılmış olsalar bile, birbirine dolanmış iki kuantum parçacığının tek bir sistem olarak kabul edilmesi gerektiğini -durumlarının birbiriyle amansız bir şekilde iç içe geçtiğini- gösterdiler. Uygulamada, bu “yersiz olma” olgusu, önünüzdeki sistemin binlerce kilometre uzaktaki bir şeyden anında etkilenebileceği anlamına gelir.

Dolaşıklık ve yerel olmama, bilgisayar bilimcilerinin kırılmaz kodlar oluşturmasını sağlar. Cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımı olarak bilinen bir teknikte, bir çift parçacık birbirine dolanır ve ardından iki kişiye dağıtılır. Parçacıkların ortak özellikleri artık, klasik şifreleme tekniklerini kırabilen makineler olan kuantum bilgisayarlardan bile iletişimi koruyan bir kod görevi görebilir.

Ama neden iki parçacıkta duralım? Teorik olarak, kaç tane parçacığın dolaşık bir durumu paylaşabileceğine dair bir üst sınır yoktur. Onlarca yıldır teorik fizikçiler üç yollu, dört yollu, hatta 100 yollu kuantum bağlantılarını hayal ettiler; bu, tamamen dağıtılmış kuantum korumalı bir internete izin verecek türden bir şeydi. Şimdi, Çin’deki bir laboratuvar, potansiyel olarak kuantum kriptografisinin gücünü ve genel olarak kuantum ağlarının olanaklarını artıran, aynı anda üç parçacık arasında yerel olmayan dolaşıklık gibi görünen şeyi başardı.

“İki partili yerel olmama hali zaten yeterince çılgınca,” dedi Peter Bierhorst, New Orleans Üniversitesi’nde bir kuantum bilgi teorisyeni. “Ama görünüşe göre kuantum mekaniği, üç grubunuz olduğunda bunun da ötesine geçen şeyler yapabiliyor.”

Fizikçiler daha önce ikiden fazla parçacığı birbirine karıştırmıştı. Kayıt arasında bir yerde 14 parçacık ve 15 trilyon, kime sorduğunuza bağlı olarak. Ancak bunlar yalnızca kısa mesafelerdeydi, en fazla sadece birkaç santim uzaktaydı. Çok partili dolaşıklığı kriptografi için kullanışlı hale getirmek için, bilim adamlarının basit dolaşıklığın ötesine geçmeleri ve yerel olmama durumunu göstermeleri gerekiyor – “başarılması gereken yüksek bir çıta” diyor Elie WolfeKanada, Waterloo’daki Perimeter Teorik Fizik Enstitüsü’nde bir kuantum teorisyeni.

Yerel olmamayı kanıtlamanın anahtarı, bir parçacığın özelliklerinin diğerinin özellikleriyle uyuşup uyuşmadığını test etmektir – dolaşıklığın ayırt edici özelliği – başka hiçbir şeyin etkilere neden olamayacağı kadar birbirlerinden yeterince uzaklaştıklarında. Örneğin, dolaşık ikizine fiziksel olarak hâlâ yakın olan bir parçacık, diğerini etkileyen radyasyon yayabilir. Ama birbirlerinden bir mil uzaktalarsa ve hemen hemen anında ölçülürlerse, o zaman muhtemelen yalnızca dolaşıklık yoluyla birbirlerine bağlıdırlar. Deneyciler, adı verilen bir dizi denklem kullanırlar. çan eşitsizlikleri parçacıkların bağlantılı özellikleri için diğer tüm açıklamaları ekarte etmek.

Üç parçacıkla, yerel olmamayı kanıtlama süreci benzerdir, ancak ekarte edilecek daha fazla olasılık vardır. Bu, bilim adamlarının üç parçacığın yerel olmayan ilişkisini kanıtlamak için atlamaları gereken hem ölçümlerin hem de matematiksel çemberlerin karmaşıklığını şişiriyor. Bierhorst, “Buna yaklaşmak için yaratıcı bir yol bulmalısınız,” dedi ve laboratuvarda tam olarak doğru koşulları yaratacak teknolojiye sahip olmalısınız.

Ağustos ayında yayınlanan sonuçlarda, Çin’in Hefei kentindeki bir ekip ileriye doğru önemli bir adım attı. İlk olarak, lazerleri özel bir kristal türü içinden geçirerek, karışık üç foton ve onları yüzlerce metre arayla araştırma tesisinin farklı bölgelerine yerleştirdi. Daha sonra eş zamanlı olarak her bir fotonun rastgele bir özelliğini ölçtüler. Araştırmacılar ölçümleri analiz ettiler ve üç parçacık arasındaki ilişkinin en iyi şekilde üç yollu kuantum yerel olmama durumuyla açıklandığını buldular. Bugüne kadar üç yollu yerel olmamanın en kapsamlı gösterimiydi.



Kaynak : https://www.wired.com/story/three-way-entanglement-results-hint-at-better-quantum-codes/

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir