İki uzak yer arasındaki kuantum dolanıklık bir dolanık olmayan veya klasik bilgi taşıyıcısı kullanılarak da elde edilebilir. Bu birbirinden bağımsız fizikçilerden oluşan üç araştırma grubunun tamamladıkları kuantum-optik deneylerin bir sonucudur.
Image: APS/Alan Stonebraker
Dolanıklık tamamen kuantum mekaniksel bir olgudur. Bu olgu fotonlar ve elektronlar gibi iki parçacığın klasik fiziğin tahmin edebileceğinden daha fazla bir yakın ilişkiye sahip olmalarına izin verir. Yıllar boyunca, bu kuantum mekaniksel olgu dolanıklık kuantum kriptografi (şifreleme) gibi kuantum bilgi sistemlerinin oluşmasında merkezi bir rol oynamıştır.
İki taraf, iki yer (Alice ve Bob gibi bir alıcı ve verici gibi) arasındaki çoğu kuantum kriptografi protokolü fotonların polarizasyonu açısından dolanık olan foton çiftinin oluşturduğu bir kaynak kullanılarak güvenli bir bilgi alışverişi yapılabilir. Birbirini takip eden fotonların polarizasyonu üzerine Alice herhangi bir ölçüm yaparken, Bob’un sonuçları Alice’in sonuçları ile ilişkili olacaktır. Bu bir foton bir foton ile kıyaslandığında, Alice ve Bob’un her ikisinin fotonlları aynı polarizasyona sahipmiş gibi oldukları anlamına gelir.
Böyle sistemleri oluşturan fizikçilerin karşılaştığı en önemli sorun “eşevresizlik”tir. Yani dolanıklığın kendisini çevreleyen bir kuantum sistem ile etkileştiğinde dolanıklığın çökmesinin oluşması. Bundan kaçınmak için, araştırmacıların yapması gereken oldukça zor bir iş olsa da dolanık bir sistemi içinde bulunduğu ortamdan tamamen izole etmek olacaktır.
Bugünlerde Physical Review Letters dergisinde yayınlanan üç ayrı makalede kuantum kriptografide donaıklığın koruyan başka bir düzen önerilmektedir: kendisi dolanık olmayan bir bilgi taşıyıcısının kullanılması.
Deneyler birbirinden ayrı durumların kullanılmasıyla yapıldı. Bu kuantum durumları belirli korelasyonlar, bağlantılar gösterse de dolanık değiller. Bu durumlar dolanık durumların hassas doğasının anlamaya çalışan fizikçiler tarafından 1989 yılında ilk kez tanımlandı. Bu durumda, Alice belirli bir yönde bir fotonu kutuplaştırır, bu yön dikey olsun, ve sonra bir klasik haberleşme yöntemi (bir telefon gibi) kullanarak Bob’a elindeki fotonun başka bir yönde -ki bu yatay olacak- polarize olduğunu (kutuplaştığını) söyleyecek. Alice ve Bob’un fotonların her ikisi birbirinden ayrı durumlardır ve bu onların dolanık olmadıklarıyla sonuçlanır. Ancak, 2003 yılında Toby Cubitt ve Almanya’da Max Planck Enstitüsü Kuantum Optik bölümünden arkadaşları bazı durumlarda birbirinden ayrı durumların dolanıklığın dağıtılmasında kullanılabileceğini hesapladılar.
İşte Physical Review Letters dergisinde yayınlanan bu üç makale de bu hesaplamaların sonuçlarının laboratuvar deneyleri ile onaylanmalarına dair çalışmalardır. Bu çalışmaların detayları için haberin kaynağını inceleyebilirsiniz.
Bu üç makale de dolanık olmayan birbirinden ayrı durumların dolanık durumların taşınmasında kullanılabildiğini gösterdi. Bu teknik kuantum haberleşme sistemlerinde özellikle ikiden fazla tarafın olması konusunda kullanışlı olabilir, aynı zamanda dolanıklığın daha iyi anlaşılmasında da faydalı olabilir.
Gökhan Atmaca, MSc. twitter.com/kuarkatmaca | facebook.com/anadoluca
Nanoölçek Aygıtlar ve Taşıyıcı İletimi Grubu
Kuark Bilim Topluluğu
Kaynak:
http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/dec/11/classical-carrier-could-create-entanglement
Kuantum dolanıklık hakkındaki yazılarımız
