Albert Einstein kuantum dolanıklığı -alaycı bir ifadeyle- “uzak mesafeden hayaletimsi etki” olarak tanımladı ancak, günümüzde yapılan deneyler fiziğin bu tuhaf yanını Dünya üzerindeki nispeten küçük mesafelerle sınırlı kalmıştı.
Uluslararası Uzay İstasyonu. Credit: ESA
9 Nisan 2013’te Alman Fizik Derneği’nin New Journal of Physics dergisinde yayınlanan yeni bir araştırmada, araştırmacılar bu uzak mesafe hayaletimsi etkinin sınırlarını Uluslararası Uzay İstasyonu’nu (ISS) kullanarak test etmeyi öneriyorlar. Böylece ilk küresel kuantum iletişim ağının geliştirilmesi belki de sağlanmış olacak.
Araştırmacıların planı kuantum mekaniği ve klasik fiziğinin tahminleri arasında teorik çelişkileri test eden Bell deneyi olarak adlandırılan bir kuantum anahtar dağılımı deneyini kapsıyor. Uluslararası Uzay İstasyonu bu deneyde gizli bir şifreleme anahtarının gönderildiği bir geçiş noktası olarak kullanılacaktır. Böylece Dünya üzerinde zaten daha önce optik fiberler kullanılarak başarılandan çok daha büyük mesafeler arasında gizli bir şifreleme anahtarı gönderilmiş de olacak.
ISS’de olması gereken tek ekipman bir foton algılama modülü idi ve bu da ISS’ye gönderilebilir. Hali hazırda var olan bir motorlu ticari fotoğrafçı lensi (Nikon 400 mm) her zaman yere bakan Cupola Module’de 70 cm’lik bir pencerede yerleşiktir.
Bell deneyi için, dolanık bir çift foton Dünya’da üretilebilir; biri yer istasyonundan ISS’deki modifiye edilmiş kameraya gönderilebilir. Diğeri ise son durumda kıyaslama için yerde yerel olarak ölçülebilir.
Dolanık fotonlar birbiri ile yakın bir bağlantıya sahiptirler, hatta çok uzak mesafelere ayrılsalar bile. Bir çift fotonda dolanık fotonlardan biri üzerine yapılan bir ölçüm ikinci fotonun üzerindeki aynı ölçümün sonucunu belirleyecektir, üstelik onlar ne kadar uzakta olursa olsun. Bu da klasik fizik yasalarına aykırıdır. Kuantum fiziğine göre ise dolanıklık konumdan, mesafeden bağımsızdır. Bu yapılması planlanan deneyle ise ilk defa bu durum yaklaşık 500 kilometrelik bir mesafeden test edilmiş olacak. Bu deneyler sırasında, kuantum dolanıklık üzerine kütleçekiminin potansiyel etkilerini de test edebilme olanağına sahip olabilir araştırmacılar.
Kuantum dolanıklığı uzak mesafelerde test etme rekoru 16 km’den 97 km’ye ve en sonunda tam 143 km’ye kadar varmıştı. Ayrıca bu konuda en yeni gelişmelerden biri de, 20 km irtifada hareket ederken şifreli kuantum bilginin bu yolla aktarılması da sağlanmış oldu.
Dünya’nın dört bir yanından araştırmacılar kuantum uyduların önünü açmaya yönelik çalışmalarını sürdürüyorlar. Uluslararası Uzay İstasyonu’nu da içeren bu deneyler, kuantum uydu yoluyla kuantum iletişimin gerçekleşmesine yönelik bir kilometre taşı olarak gelecekte hakkından söz ettirebilir.
New Journal of Physics dergisindeki makaleye şu bağlantı adresinden ulaşabilirsiniz:
http://iopscience.iop.org/1367-2630/15/4/043008/article
Kuantum dolanıklık ve kuantum ışınlama üzerine daha geniş bilgi için şu yazımızı inceleyebilirsiniz:
http://www.kuark.org/2012/04/kuantum-isinlanma-ve-kuantum-dolaniklik/
Uydu temelli kuantum iletişim ile ilgili haberimiz:
http://www.kuark.org/2012/05/kuantum-isinlamadan-uydu-temelli-kuantum-iletisime/
Gökhan Atmaca, MSc. twitter.com/kuarkatmaca | facebook.com/anadoluca
Gazi Üni. Nanoölçek Aygıtlar ve Taşıyıcı İletimi Grubu
Kaynak: http://phys.org/news/2013-04-spooky-action-distance-aboard-iss.html
