Flying-Optical-Cats-for-Quantum-Communication
Flying-Optical-Cats-for-Quantum-Communication

Eski bir düşünce deneyi, şimdilerde yeni bir yötemle değerlendiriliyor. 1935 yılında Erwin Schrödinger, kuantum fiziğinin paradoksal doğasını yakalamak için tasarlanmış bir düşünce deneyi formüle etti.

Max Planck Kuantum Optik Enstitüsü’ndeki Kuantum Dinamiği Anabilim Dalı Başkanı Gerhard Rempe liderliğindeki bir grup araştırmacı, Schrödinger’in düşünce deneyinin optik versiyonunu laboratuarda gerçekleştirdi.

Bu durumda, lazer ışığı darbeleri kedinin rolünü oynar. Projeden edinilen görüşler, gelecekte kuantum iletişim için kullanılabilecek optik durumların daha iyi kontrol edilmesi için yeni umutlar getiriyor.

“Schrödinger’in fikrine göre, tek bir atom gibi mikroskobik bir partikülün aynı anda iki farklı durumda bulunması mümkündür. Buna süperpozisyon denir.

Dahası, böyle bir parçacık makroskopik bir nesneyle etkileşime girdiğinde, “dolaşmış” hale gelebilir ve makroskopik nesne üst üste binme durumunda kalabilir.

Schrödinger, radyoaktif bir atomun çürümesine ya da bozulmamasına bağlı olarak hem ölü hem de canlı olabilecek bir kedi örneği günlük deneyimlerimizle bariz bir çelişkili olan bir kavram ”dedi.

Bu felsefi gedanken deneyini laboratuvarda gerçekleştirmek için fizikçiler çeşitli model sistemlerine yöneldiler. Bu örnekte uygulanmış olanı, 2005 yılında teorisyen Wang ve Duan tarafından önerilen bir şemadır.

Burada, optik bir darbenin iki durumunun üst üste gelmesi kedi görevi görür. Bu teklifi uygulamak için gereken deneysel teknikler – özellikle bir optik rezonatör – Rempe’nin grubunda son birkaç yıldır geliştirilmiştir.

Kuantum mekaniğinin kapsamı için bir test

Projede yer alan araştırmacılar, başlangıçta, mevcut kuantum mekanik olarak dolaşmış kedi durumlarını, mevcut teknolojiyle üretmenin ve güvenilir bir şekilde tespit etmenin mümkün olup olmadığı konusunda şüpheliydiler.

En büyük zorluk, deneylerinde optik kayıpları en aza indirme ihtiyacında yatmaktadır. Bu gerçekleştiğinde, Schrödinger’in tahminini doğrulamak için tüm ölçümler bulundu.

Deney, bilim insanlarına kuantum mekaniğinin uygulama kapsamını keşfetmelerini ve kuantum iletişimi için yeni teknikler geliştirmelerini sağlıyor.

Garching’deki Max Planck Enstitüsü’ndeki laboratuvar, kuantum optiğinde en son teknoloji deneyleri yapmak için gerekli tüm araçlarla donatılmıştır. Tek bir atomu izole etmek ve durumunu değiştirmek için bir vakum odası ve yüksek hassasiyetli lazerler kullanılır.

Düzeneğin çekirdeğinde, bir atomun sıkışabileceği sadece 0,5 mm genişliğinde bir yarıkla ayrılmış iki aynadan oluşan optik bir rezonatör bulunur. Bir lazer darbesi rezonatöre beslenir ve yansıtılır ve böylece atomla etkileşime girer.

Sonuç olarak, yansıyan ışık atomla karışır. Atom üzerinde uygun bir ölçüm yapılarak, optik darbe, Schrödinger’in kedisininki gibi üst üste binme durumunda hazırlanabilir. Deneyin özel bir özelliği, karışık durumların deterministik olarak üretilebilmesidir. Başka bir deyişle, her denemede bir kedi durumu üretilir.

“Uçan optik kedi hallerini üretmeyi başardık ve kuantum mekaniğinin öngörülerine uygun davrandıklarını gösterdik. Bu bulgular, kedi devleti yaratma yöntemimizin işe yaradığını ve temel parametreleri keşfetmemize izin verdiğini kanıtlıyor, ”diyor Stephan Welte.

“Schrödinger‘in kedisi, çevre ile herhangi bir etkileşimi önlemek için başlangıçta bir kutuya yerleştirildi. Optik kedi durumlarımız bir kutu içine alınmamıştır. Uzayda özgürce yayılırlar. Ancak, çevreden uzak dururlar ve özelliklerini uzun mesafelerde tutarlar. Gelecekte, bu teknolojiyi uçan optik kedi durumlarının bilgi ilettiği kuantum ağları oluşturmak için kullanabiliriz ”diyor Gerhard Rempe.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz