Bilim insanları iki kişi arasında sadece tek bir foton kullanılarak bilgi alışverişi yapılabileceğini keşfetti @uzakevrenler
Bilim insanları kuantum üstdüşümü sayesinde tek bir foton parçacığının aynı anda iki yönlü bilgi gönderebileceğini keşfetti.
İletişim iki tarafa olan bir eylem. Şimdi kuantum mekaniğinin bilinmeyenlerle dolu doğası sayesinde, elimizde tek bir parçacık olduğunda bile iki taraflı iletişim kurabileceğimizi öğreniyoruz.
Bilim insanları yayınladıkları iki yeni makalede iki kişinin sadece tek bir foton parçacığı kullanarak birbirleriei bilgi gönderip alabileceklerini bildiriyor. İşin sırrı kuantum mekaniğinin garip özelliklerinden birisi olan üstdüşüme dayanır. Üstdüşüm bir parçacığın aynı anda iki farklı yerde olabilmesi anlamına geliyor.
Kuantum parçacıklarını kullanarak bilgi gönderme bu aralar oldukça popüler bir araştırma konusu. Konuyu bu kadar popüler yapan hiç bir şekilde kırılması mümkün olmayan iletişim imkanı sunma konusunda taşıdıkları potansiyel (SN: 12/23/17, p. 27). Yeni çalışmalar bu yöntemde daha önce hiç fark edilmemiş bir özelliği ortaya çıkardı. Viyana Üniversitesi Deneysel Fizikçisi Philip Walther durumu “Bazen harika bir fikri gözden kaçırıverirsiniz, kelimenin tam anlamı ile burnunuzun ucunda durduğunda bile” olarak özetliyor.
Viyana Üniversitesi Teorik Fizikçi Flavio Del Santo ve Avusturya Bilimler Akademisi Kuantum Optiği ve Kuantum Bilgisi Enstitüsünden Borivoje Dakić, bu işlemin ardında yatan teoriyi 9 Şubatta Physical Review Letters dergisinde yayınladılar. Walther, Del Santo, Dakić ve arkadaşları da tekniğin nasıl uygulanabileceğini 14 Şubat tarihinde arXiv.org sitesinde yayınladıkları bir makale ile gösterdiler.
Birbirinden çok uzakta oturan Ayşe ve Veli isminde iki hayali kişi olduğunu düşünelim. Bildiğimiz geleneksel fizik bize Ayşe ve Veli’nin birbirlerine aynı anda bilgi gönderebilmeleri için tek bitlik 0 veya 1 bilgisi veren birer fotona ihtiyaç duyduklarını söyler.
Ama eğer Ayşe ve Veli’nin üstdüşüm durumunda ve aynı anda hem Ayşe’nin hem de Veli’nin yanında bulunan tek fotona sahip olsalardı, hem Ayşe hem de Veli fotonu 0 veya 1 bilgisi ile yükleyebilecek ve sonra bu bilgiyi diğer tarafa gönderebileceklerdi. Fotonu nasıl manipüle ettikleri iki kişiden hangisinin fotonu alacağını kararlaştırıyor. Bu durumda eğer Ayşe ve Veli aynı bilgiyi yüklerse -her iki uçta da 0 veya her iki uçta da 1- Ayşe fotonu alıyor. Eğer girdikleri bilgiler uyuşmazsa, Veli alıyor. Ayşe karşı tarafa 0 mı yoksa 1 mi gönderdiğini bildiği için anında karşı tarafta Veli’nin 0 mı 1 mi girdiğini anlayabiliyor. Aynı durum Veli için de geçerli.
Bu yöntemle iletişimin mümkün olduğunu ispatlamak isteyen Walther ve arkadaşları tek bir fotonu özel bir dizilem göre ayarlanmış aynalar ve diğer optik cihazların içinden geçirdiler. Düzenek fotonu üstdüşüm durumuna soktu ve Ayşe ve Veli’yi temsil eden iki farklı istasyona aynı anda gönderdi.
Işığın elektromanyetik dalgasının fazını değiştirerek -dalganın düştüğü tepe ve çukurları kaydırarak- her bir istasyondaki fotonu 0 veya 1 bilgisi ile yüklediler. Ardından her bir istasyonda, hala Ayşe ve Veli arasında arada kalmış durumdaki fotonu diğer istasyona gönderdiler. Foton yolda kendi kendisi ile etkileşime girdi ve birbiri kesiştiğinde güçlenen veya birbirini silen dalgalar gibi davrandılar. Bu etkileşim son kalan fotonun Ayşe’nin mi, yoksa Veli’nin mi istasyonunda tespit edileceğini belirledi.
Araştırmaya katılmayan Oxford Üniversitesi’nden Fizikçi Giulio Chiribella bunun çok güzel bir fikir olduğunu söylüyor. “Bu kuantum mekaniğinin bizi gafil avladığı durumlardan bir tanesi oldu.” diye de ekliyor.
Yazan : Emily Conover
Tercüme: Melih R. Çalıkoğlu
Kaynak : sciencenews.org
İlk Yayın Tarihi: 23 Şubat 2018
