Araştırmacılar; kuantum ağlarının güvenli iletişimin yanı sıra, temel fizik yasalarını test etmek için de bir alan tanıdığını öne sürüyor.
Stevens Teknoloji Enstitüsü, Illinois Urbana-Champaign ve Harvard üniversitelerinden araştırmacılar, kuantum ağlarının yalnızca güvenli iletişim ve kuantum bilgisayarlar arasında bağlantı sağlama aracı olmakla kalmadığını; aynı zamanda, kuantum kuramıyla Einstein’ın genel görelilik teorisindeki soru işaretlerine yanıt aramak için de kullanılabileceğini öne sürüyor.
Kuantum ağı, uzaktaki kuantum cihazların birbirine bağlı olduğu sisteme verilen isim. Bu sistemdeki her bir birime ağ düğümü deniyor. Kuantum etkileri bu düğümlere dolanıklık yoluyla aktarılıyor. Yani sistemdeki her bir kuantum cihaz, diğerleriyle kuantum düzeyde bağ kuruyor. Bu sayede, biri üzerinde yapılan bir işlem diğerini de etkiliyor.
Kuantum fiziğine göre, bir sistem aynı anda birden fazla durumda bulunabiliyor. Bu duruma “süperpozisyon” deniyor. Örneğin bir kuantum saati, aynı anda hem bir yerde hem de başka bir yerde olabiliyor.
Kuantum ağlarıyla yerçekimine yeni bir bakış
Kuantum fiziği yapılan tüm testlerden geçse de Einstein’ın görelilik teorisini açıklamada başarısı netleşmemişti. Araştırmanın yazarlarından Igor Pikovski, günümüzde fiziğin karşı karşıya olduğu en zorlu ama en heyecan verici sorulardan birinin kuantum kuramı ile yerçekimi arasındaki etkileşim olduğunu düşünüyor. Kuantum ağları, bu etkileşimi ilk kez doğrudan deneylerle test etmeyi sağlayacak.
Einstein’ın genel görelilik kuramına göre, kütle çekimi uzay-zamanı büküyor. Bu da zamanın her yerde aynı hızda akmadığı anlamına geliyor. Yani, Dünya’ya yakın bir konumda zaman biraz daha yavaş akıyor; daha uzakta ise biraz daha hızlı ilerliyor. Eğer bir kuantum saati süperpozisyondaysa, bu saat aynı anda iki farklı yerde bulunabiliyor. Bu durumda, süperpozisyondaki saat aynı anda iki farklı zaman akışını deneyimleyebiliyor.
Pikovski, “Kuantum kuramının her yerde geçerli olduğunu varsayıyoruz ama gerçekten öyle mi, bilmiyoruz. Belki de yerçekimi, kuantum mekaniklerini değiştiriyor. Bazı teoriler böyle değişiklikler sunuyor ve artık kuantum teknolojisi bunları test edebilir durumda.” dedi.
Araştırmada yapılacak deneyler, kuantum kuramıyla Einstein’ın genel görelilik teorisinin kesişimindeki temel sorulara yanıt arayacak.
Ekip, bu deneyleri gerçekleştirmek için kuantum ağlardaki düğümleri, W-durumu adı verilen özel bir dolanıklık yapısıyla birbirine bağlıyor. W-durumu, üç veya daha fazla atom arasında kurulan kuantum dolanıklık durumuna verilen isim. Ayrıca, diğer dolanık durumlara göre daha dayanıklı olabiliyor. Bir parçacık kaybolsa bile kalan sistem hala dolanık kalabiliyor.
Kurulan yapılar, kuantum etkilerin büyük mesafelere taşınmasını sağlarken, aynı zamanda farklı zaman akışlarının girişim desenlerini de gözlemlemeye olanak tanıyor.
Araştırmacılar, kuantum teleportasyon ve Bell çiftlerini kullanarak, kuantum kuramının eğri uzay-zamandaki geçerliliğini test etmeyi amaçlıyor. Kuantum teleportasyon; bir parçacığın kuantum durumunun başka bir parçacığa aktarılmasına verilen isimken Bell çiftleri; iki qubitin maksimum dolanıklık durumuna deniyor.
Kaynak: EurekAlert
