Kuantum iletişim ağlarını güçlendirecek yöntem bulundu

Northwestern Üniversitesi’nden araştırmacılar, kuantum iletişim ağlarındaki kopmaları önlemek için “yol perkolasyonu” adını verdikleri bir model geliştirdi. Bu yöntem, iletişim sırasında kaybolan bağlantıları yenileyerek ağın sürekli çalışmasını sağlıyor ve büyük ölçekli kuantum ağlarının dayanıklılığını artırmayı hedefliyor.

Kuantum ağlarında bilgi aktarımı, dolanık parçacıklar adı verilen özel kuantum parçacıklarıyla sağlanıyor. Bu parçacıklar, mesafeden bağımsız olarak birindeki değişimin diğerini anında etkilemesini sağlıyor. Ancak her iletişim sırasında bu parçacıklar tüketiliyor ve bağlantılar kayboluyor. 

Araştırmacılar, bu sorunu çözmek için, kullanıcı sayısının karekökü kadar yeni bağlantı eklenmesini öneriyor. Örneğin, 1 milyon cihazın bağlı olduğu bir ağda her iletişim sonrası yalnızca 1.000 yeni bağlantı eklemek, ağın çalışmaya devam etmesi için yeterli oluyor.

Araştırma, kuantum ağlarının iki farklı durumda çalıştığını ortaya koyuyor. Yetersiz bağlantı yenilenmesi durumunda ağ, işlevini kaybederek “DOWN” fazına geçiyor ve bilgi aktarımı tamamen duruyor ancak yeterli bağlantı sağlandığında ağ yeniden çalışır hale geliyor ve “UP” fazına geçiyor. Bu geçiş mekanizması, büyük ölçekli kuantum ağlarının kopmadan çalışmasını sağlayacak etkili bir çözüm sunuyor.

Çalışmada, kuantum ağlarının farklı teknolojilerle desteklenme potansiyeli de incelendi. Optik fiberlerin kısa mesafelerde yüksek verim sağladığı, uydu tabanlı sistemlerin ise geniş alanlarda daha etkili olduğu belirlendi. Uydular, özellikle uzak cihazlar arasında bağlantı kurmada büyük bir avantaj sağlıyor. Araştırmacılar, optik fiberlerin ve uydu sistemlerinin birlikte kullanılmasının kuantum iletişim kapasitesini artırabileceğini ve daha güçlü bir altyapı sağlayacağını ifade ediyor.

Araştırmacılar, bu modelin gelecekte kuantum iletişim ağlarının daha dayanıklı ve optimize edilmiş bir şekilde tasarlanmasına olanak sağlayacağını belirtiyor.

Kaynak: APS