Kuantum hesaplamada yeni boyut: İkili sistemden dörtlü yapıya

Çinli araştırmacıların geliştirdiği yeni optik kuantum mantık kapısı, foton çiftleri üzerinden aynı anda dört farklı kuantum durumunda hesaplama yapılmasına imkan tanıyor. Bu teknoloji, veri işleme hızında ve karmaşık problem çözümünde mevcut sistemlerin çok ötesine geçmeyi vaat ediyor.

Geleceğin bilişim altyapısını şekillendirecek olan kuantum teknolojilerinde, ‘boyut’ sorunu yeni bir yöntemle aşıldı. Bugüne kadar fotonların sadece polarizasyon özelliklerine odaklanan çalışmaların aksine, bu yeni araştırma fotonların ‘uzamsal dalga biçimlerini’ kullanarak işlem kapasitesini katlıyor.FOTONİK TEKNOLOJİSİNDE PARADİGMA DEĞİŞİMİTU Wien Atom ve Atomaltı Fiziği Enstitüsü'nden Nicolai Friis, gerçekleştirdikleri devrimi "Fotonları temelden farklı bir şekilde kullanıyoruz" sözleriyle özetliyor. Araştırmacılar, fotonların sadece iki yönlü ölçüm sonuçlarına (polarizasyon) dayanmak yerine, sonsuz sayıda farklı duruma karşılık gelebilen yörünge açısal momentumlarını (uzamsal dalga biçimleri) manipüle etmeyi başardılar. Bu sayede, başlangıçta bağımsız olan iki foton kontrollü bir şekilde ‘dolanık’ hale getirilebiliyor veya birbirlerinden ayrılabiliyor.YÜKSEK HASSASİYETLİ YENİ KUANTUM KAPILARIDoğrusal ortamlarda fotonlar arasındaki doğrudan etkileşimin kısıtlı olması, kuantum kapılarının gerçekleştirilmesindeki en büyük engel olarak biliniyordu. Ortak ekip, bu zorluğu aşmak için ‘aktif yüksek hassasiyetli faz kilitleme’ teknolojisini geliştirdi. Nature Photonics dergisinde yayımlanan sonuçlara göre, yeni nesil dört boyutlu kuantum biti kapısı [0,71±0,01,0,84±0,01] aralığında bir işlem doğruluğu sergiliyor.ENDÜSTRİYEL VE BİLİMSEL UYGULAMA POTANSİYELİBu teknolojik atılımın sadece optik sistemlerle sınırlı kalmayacağı, kuantum bilgi işlemenin tüm alanlarında geniş uygulama alanı bulacağı öngörülüyor. Özellikle:Siber güvenlik: Çok boyutlu şifreleme yöntemleriyle kırılamaz ağların kurulması.İlaç ve malzeme bilimi: Atomik düzeydeki karmaşık simülasyonların saniyeler içinde tamamlanması.Yapay zeka: Derin öğrenme algoritmalarının veri işleme kapasitesinin katlanması gibi alanlarda stratejik avantajlar bekleniyor.Araştırmacılar, bu çalışmanın yüksek boyutlu optik kuantum bilgi işleme için ‘kritik bir eşik’ olduğunu vurgularken, teknolojinin ölçeklenebilirliği üzerindeki çalışmalarını sürdürüyor.