Uluslararası bir araştırma ekibi, Paderborn Üniversitesi'nden bilim insanlarının da dahil olduğu, kuantum internet yolunda önemli bir kilometre taşına ulaştı. İlk kez, tek bir fotonun polarizasyon durumunu bir kuantum noktasından fiziksel olarak ayrılmış başka bir noktaya başarıyla ışınladılar. Sade bir dille ifade etmek gerekirse, bir fotonun özelliklerini kuantum ışınlama yoluyla diğerine atlattılar; bu, Star Trek'ten fırlamış gibi görünse de aslında fiziğin sadece hava atması.
Deney, sistemleri birbirine bağlamak için 270 metrelik bir serbest uzay optik bağlantısı kullandı ve sonuçlar Nature Communications dergisinde yayınlandı. Paderborn'daki doktora ve doktora sonrası araştırmacılar, optik ölçümler, veri analizi ve değerlendirme üzerinde yaklaşık on yıl harcadı ve Roma Sapienza Üniversitesi'nden Profesör Rinaldo Trotta'nın ekibiyle yakın işbirliği yaptı.
"Deney, yarı iletken kuantum noktalarına dayalı kuantum ışık kaynaklarının gelecekteki kuantum iletişim ağları için anahtar bir teknoloji olarak hizmet edebileceğini etkileyici bir şekilde gösteriyor," diye açıkladı Paderborn'daki 'Hibrit Fotonik Kuantum Cihazları' araştırma grubunun başkanı Profesör Klaus Jöns. "İki bağımsız kuantum yayıcı arasındaki başarılı kuantum ışınlama, ölçeklenebilir kuantum rölelerine ve dolayısıyla bir kuantum internetin pratik uygulamasına doğru hayati bir adımı temsil ediyor."
Atılım, birkaç Avrupa araştırma merkezinin katkılarına dayanıyordu. Kuantum noktaları Linz Johannes Kepler Üniversitesi'nde tasarlandı, rezonatör nano-fabrikasyonu Würzburg Üniversitesi'nde yapıldı ve ışınlama deneyleri, bilim insanlarının iki binayı bu 270 metrelik serbest uzay optik bağlantısı kullanarak bağladığı Roma Sapienza Üniversitesi'nde gerçekleşti. Sistem, GPS destekli senkronizasyon, ultra hızlı tek foton dedektörleri ve atmosferik türbülansla mücadele için stabilizasyon yöntemleri kullandı. Elde edilen ışınlama durumu doğruluğu %82 ± 1'e kadar ulaştı ve klasik sınırı 10 standart sapmadan fazla aştı - bu, bilimin "bunun işe yaradığından oldukça eminiz" deme şekli.
Bu başarı, iki kuantum noktası arasında 'dolanıklık değişimi'nin önünü açıyor; bu da dolanık foton çiftlerinin iki belirleyici kaynağını kullanan ilk kuantum rölesini yaratacak. Belirleyici kaynaklar, neredeyse talep üzerine güvenilir bir şekilde tek fotonlar üretebilir, ancak bunları geliştirmek büyük bir zorluk olmuştur - çünkü kuantum mekaniğinde hiçbir şey asla kolay değildir.
Tesadüfen, Stuttgart ve Saarbrücken'den başka bir araştırma ekibi de neredeyse aynı anda frekans dönüşümü kullanarak benzer bir başarı bildirdi. Birlikte, bu sonuçlar Avrupa'da kuantum araştırmaları için önemli bir kilometre taşı oluşturuyor ve işlevsel bir kuantum internet vizyonunu gerçeğe yaklaştırıyor - gerçekliğin kendisiyle fazla dolanık hale gelmemesi koşuluyla.