Işınla bizi kuantum!

Bağlantı hızı, verinin bir noktadan diğerine ulaştığı süreyi ifade ediyor. Peki, internetin ulaşabileceği en yüksek hızı hiç hayal ettiniz mi? Kısa yoldan yanıtı vereyim: Veri ışınlama. Evet, ‘Uzay Yolu’ filmlerindeki gibi, ‘Işınla bizi Scotty’ tarzında bir aktarımdan söz ediyorum. Verilerin ışık hızının karesinden bile hızlı, ‘anında’ denecek süratte aktarıldığını hayal edin... Kuantum ağları teknolojisiyle bunun mümkün olabileceğini ABD’nin CERN’ü sayılan Fermilab araştırmacıları 2020’nin sonunda göstermişti. Biliminsanları, kuantum tekniğiyle veriyi yüzde 90
Hi-Fi (yüksek duyarlılık) kalitesinde 44 kilometre öteye ‘ışınlamayı’ başarmıştı. Uzunca bir yolun ilk somut adımıydı...

Son bir yıl içinde yaşanan gelişmelerle süper hızlı ve güvenli internet için umutlar arttı.

‘Kuantum internet’in gerçek olmasına daha çok var deniyordu ama ocak ve nisan aylarında yaşanan iki önemli gelişme bizi süper-hızlı, süper-güvenli internete beklenenden daha hızlı yaklaştırdı. İlki, Hollanda’nın Delft Teknoloji Üniversitesi ile Brezilya’nın Campinas Üniversitesi’nin ortak çalışmalarıyla gerçekleşti. Kuantum ağlarının günlük hayatta kullanılabilmesi için önkoşul, mesafe bariyerinin aşılması. 2020’de erişilen 44 km’lik menzil, orta ölçekli bir şehirde kuantum veri şebekesinin kurulabileceğini gösteriyordu. Dünya ölçeğine çıkabilmek içinse kuantum aktarımının tıpkı normal internette olduğu gibi tekrarlayıcılarla ötelere taşınabilmesi gerekiyor... Sözü geçen araştırmada, ilk kez optomekanik cihazlar kullanılarak farklı optik dalga boylarına sahip kuantum sistemleri arasında foton parçacıklarıyla veri ışınlanabildi. Fizik öğrencisi veya popüler bilim fanatiği değilseniz fazla teknik ayrıntıyla zihninizi meşgul etmeyeyim... Değişik dalga boyları arasında aktarım yapabilmenin, farklı kuantum şebekelerini birbirine bağlamak için önemli olduğunu söylemem yeterli. Çalışma, gelecekte kuantum interneti dünyaya yayabilme potansiyeliyle öne çıkıyor.

Nisan ortalarında duyurulan diğer gelişmeyse Dublin’den... Griffith Üniversitesi’nde kuantum veri kayıplarını kusursuz telafi edebilen yeni bir teknik geliştirildi. Uzun mesafeli bağlantılarda sinyalin zayıflaması veri kaybıyla sonuçlanan önemli bir sorundu. Telefonun az çekmesine, Zoom’un takılmasına neden olur... Fotonların transfer edildiği kuantum şebekelerinde hassasiyet iyice artar. Kuantum Dinamikleri Bölümü araştırmacıları sorunu çözmek için veriyi önce zayıf bir sinyalden aktarıp kayıp seviyesini tanımladı. Ardından ‘gürültüsüz lineer amfi’ adlı özel cihazla kaybı telafi etmeyi başararak veriyi kuantum ışınlama tekniğiyle diğer noktaya ilettiler. Böylece sıfır kayıpla kusursuz veri aktarımı gerçekleşti. Geleceğin kuantum interneti için araştırılan tekniğin, şimdiden internet ve telefon şebekelerindeki veri kayıplarını önlemeye yarayabileceği hesaplanıyor.

Evrenin ucunda olsa da

Atom altı düzeydeki kuantum ortamı, adeta evren içinde evren gibi... Parçacıklar kuantum ortamında gözlemlendiğinde, klasik fizik yasalarına göre ‘mucizevi’ görünen davranışlar sergiliyor. Yukarıda aktardığım, verilerin ışınlanması kavramıysa kuantum mekaniğinin ‘dolanıklık’ özelliğiyle mümkün oluyor. Bir foton parçacığı ikiye bölündüğünde, birine uygulanan etkinin anında diğer parçada ortaya çıktığı gözlemleniyor. Buna ‘dolanıklık’ (entanglement) deniyor. Bir parçacık sağdan sola döndürülürse diğeri de aynı anda dönüyor örneğin. Üstelik aralarındaki mesafe evrenin iki ucu kadar uzak olsa bile fenomenin gözleneceği hesaplanıyor. Parçacıklar arasındaki bağlantının doğası bilinemediği için bu fenomen ‘bir maddenin aynı anda iki yerde birden var olabilmesi’ şeklinde ifade ediliyor. Kuantum ağlarıysa ikiye ayrılan bu parçacıklara verilerin kodlanmasıyla gerçekleşiyor. Bir parçacıktaki veri (kuantum durumu) değiştiğinde kilometrelerce ötedeki parçacığın verisi de anında değişiyor. Böylece bilgi ışınlanmış oluyor.

Kuantum internet gerçekleştiğinde bir anlamda evrenimizin en yüksek bağlantı hızına erişmiş olacağız. Parçacıkların arasındaki bilgi akışına sızmak imkânsız olacağı için kusursuz güvenlik de mümkün. Süper-hızlı ve süper-güvenli bağlantıya elbette daha çok yolumuz var. Teknolojinin potansiyelini düşlemek ve kuantumun akıl almaz dünyasında ilerlemekse şimdiden heyecan ve ilham verici...

Ses dalgalarıyla tümörler yok edildi

Michigan Üniversitesi araştırmacıları, sadece ses dalgaları kullanarak karaciğer tümörlerini yok etmeyi başardı. Fareler üzerinde yapılan deneyde, hiçbir yıkıcı özelliği olmayan ultrason (sesötesi) dalgalarıyla doğrudan kanserli dokular hedef alınarak etkisiz hale getirildi. Standart ultrasonlara kıyasla çok daha odaklı ve keskin çalışan cihaz, hasta dokuların içinde mikro baloncuklar oluşturuyor ve bunları seri biçimde şişirerek patlamasına sebep oluyor.