Quantum iletişimi
Kanada hükümetinin 2017 yılı Nisan ayında yaptığı açıklamaya göre Kanada’lı araştırmacılar, hareketli uydular üzerinden güvenli quantum iletişimi sağlamaya yönelik önemli adımlar attılar.
Quantum Science and Technology isimli yeni bir dergide yayınlanan çalışma, hareket halindeki bir hava aracında bulunan quantum yüküne, yerdeki vericiden yapılan ilk quantum anahtar dağıtımı iletimlerini gösteriyor.
Mikro boyutlarda uydu
Institute for Quantum Computing (IQC) ve Department of Physics and Astronomy of University of Waterloo’daki araştırmacılar yaptıkları testlerin, yapımı hedeflenen uydu misyonuna yönelik kavramın ispatı noktasında değer ifade ettiğinden emin olmak için mikro boyutlardaki bir uydunun boyutunun ve işlem görme ortamının beraberinde getireceği kısıtlamalarla uyumlu parçaları içeren bir alıcı prototipi tasarladılar.
Baş yazar Christopher Pugh “Quantum anahtar dağıtımı (QKD) kriptanalitik olarak kırılması mümkün olmayan bir yolla iki uzak birim arasında kriptografik anahtarlar oluşturur. Yerde konumlandırılmış QKD sistemleri optik fiber bağlantılar kullanırlar ve mesafe arttıkça katlanarak kötüleşen emilim kayıpları nedeniyle birkaç yüz kilometrelik mesafelerle sınırlandırılırlar.”
“Serbest uzay bağlantılarının hem sabit hem de hareketli testlerde yer üzerinde değişen mesafelerde çalıştıkları gösterildi. Fakat mesafe ile iki katına çıkan geometrik etki ölçeklemesi nedeniyle oluşan kayıplara rağmen, atmosfer emilimi ve türbülansın eklenmesi ve açık görüş alanına olan ihtiyaç, karasal serbest uzay iletimlerinin de aynı zamanda birkaç yüz kilometre ile sınırlı olduklarını gösterdi. Uydu tabanlı sistem ise quantum iletişimini küresel ölçeğe yayabiliyor.”
Quantum sinyali
Ekip, sistemlerini test etmek için Ulusal Araştırma Konseyi’nin ‘Twin Otter’ hava aracını kullanarak değişen uzaklıklardaki yer iletim istasyonları üzerinde 14 geçiş gerçekleştirdi. Yedi geçişte bir adet quantum sinyali oluşturan ekip, yedi geçişin altısında ise gizli anahtar oluşturmayı başardı.
Yetkili Araştırmacı Profesör Thomas Jennewein “Yaklaşık sekiz yıllık bir hazırlık süreci gerektiren bu adım, oldukça önemli bir adımdır. Bu adım nihayet teknolojimizin uygulanabilir olduğunu gösteriyor” dedi.
Kavram ispat edildi
Jennewein “Yakın-Dünya yörüngesinde bulunan uyduların ürettikleri açısal oranlara benzer optik bağlantılar elde ettik. Ve hava aracının yer istasyonu üzerinde gerçekleştirdiği geçişlerden bazılarında bu bağlantılar, konum veri iletiminin 10 saniyesi içerisinde üretildi. Birkaç dakikalık bağlantı sürelerini gördük ve yüzde üç ile beş arasında tipik quantum bit hatası oranları aldık. 868 kb uzunluğunda güvenli anahtar ürettik. Kavramı ispat ettik. Elde ettiğimiz sonuçlar ileride uydu misyonlarının kullanabilecekleri bir şablon sağlıyor. Tam da Kanada hükümetinin quantum uydu misyonu duyurusu yaptığı bir zamanda” diyor.
