Kuantum iletişimi, kuantum bilgi teknolojisinin merkezi bir parçasıdır. Mutlak gizlilik, yüksek iletişim kapasitesi, hızlı iletim hızı gibi avantajlara sahiptir. Klasik iletişimin başaramadığı belirli görevleri yerine getirebilir. Kuantum iletişimi, çözülemeyen özel anahtar sistemi kullanarak gerçek anlamda güvenli iletişimi gerçekleştirir; bu nedenle kuantum iletişimi dünyada bilim ve teknolojinin ön saflarında yer almaktadır. Kuantum iletişimi, bilginin etkin bir şekilde iletilmesini sağlamak için kuantum durumunu bilgi elemanı olarak kullanır. Telefon ve optik iletişimden sonra iletişim tarihinde bir başka devrimdir.
Kuantum iletişiminin temel bileşenleri:
Kuantum gizli anahtar dağıtımı:
Kuantum gizli anahtar dağıtımı, gizli içeriğin iletilmesi için kullanılmaz. Bunun yerine, şifre defterinin oluşturulması ve iletilmesi, yani kişisel iletişimin her iki tarafına da özel anahtarın atanması, yaygın olarak kuantum kriptografi iletişimi olarak bilinir.
1984 yılında, Amerika Birleşik Devletleri'nden Bennett ve Kanada'dan Brassart, kuantum durumlarını kodlamak için kuantum bitlerini bilgi taşıyıcıları olarak kullanan ve gizli anahtarların oluşturulmasını ve güvenli dağıtımını gerçekleştirmek için ışığın polarizasyon özelliklerini kullanan BB84 protokolünü önerdi. 1992'de Bennett, basit akış ve yarı verimliliğe sahip iki ortogonal olmayan kuantum durumuna dayalı bir B92 protokolü önerdi. Bu şemaların her ikisi de bir veya daha fazla ortogonal ve ortogonal olmayan tek kuantum durum kümesine dayanmaktadır. Son olarak, 1991'de İngiltere'den Ekert, iki parçacıklı maksimum dolanıklık durumuna, yani EPR çiftine dayalı E91'i önerdi.
1998 yılında, BB84 protokolünde dört polarizasyon durumu ve sol ve doğru dönüşten oluşan üç eşlenik taban üzerinde polarizasyon seçimi için altı durumlu başka bir kuantum iletişim şeması önerildi. BB84 protokolünün, bugüne kadar kimse tarafından kırılamayan güvenli bir kritik dağıtım yöntemi olduğu kanıtlanmıştır. Kuantum belirsizliği ve kuantum kopyalamama prensibi, mutlak güvenliğini sağlar. Bu nedenle, EPR protokolü temel teorik değere sahiptir. Dolanık kuantum durumunu güvenli kuantum iletişimiyle birleştirir ve güvenli kuantum iletişimi için yeni bir yol açar.
kuantum ışınlanması:
1993 yılında Bennett ve altı ülkedeki diğer bilim insanları tarafından önerilen kuantum ışınlanma teorisi, bilinmeyen kuantum durumunu iletmek için iki parçacıklı maksimum dolanıklık durumunun kanalını kullanan saf bir kuantum iletim modudur ve ışınlanma başarı oranı %100'e ulaşacaktır [2].
199 yılında Avusturyalı A. Zeilinger grubu, kuantum ışınlanma prensibinin laboratuvarda ilk deneysel doğrulamasını tamamladı. Birçok filmde bu tür bir olay örgüsü sıkça karşımıza çıkar: Gizemli bir figür aniden bir yerden kaybolur, aniden aynı yerde belirir. Ancak, kuantum ışınlanma, kuantum mekaniğindeki kuantum kopyalamama prensibini ve Heisenberg belirsizliğini ihlal ettiği için, klasik iletişimde sadece bir tür bilim kurgu olarak kalır.
Ancak, kuantum iletişimine olağanüstü bir kavram olan kuantum dolanıklığı dahil edilerek, orijinalin bilinmeyen kuantum durum bilgisi iki parçaya ayrılır: kuantum bilgisi ve klasik bilgi; bu da inanılmaz bir mucizenin gerçekleşmesini sağlar. Kuantum bilgisi, ölçüm sürecinde çıkarılmayan bilgidir ve klasik bilgi ise orijinal ölçümdür.
Kuantum iletişiminde ilerleme:
1994'ten beri kuantum iletişimi kademeli olarak deneysel aşamaya girmiş ve mükemmel gelişim değeri ve ekonomik faydalarıyla pratik hedefe doğru hızla ilerlemektedir. 1997'de genç bir Çinli bilim insanı olan Pan Jianwei ve Hollandalı bir bilim insanı olan Bow Meister, bilinmeyen kuantum durumlarının uzaktan iletimini deneyerek gerçekleştirmişlerdir.
Nisan 2004'te Sorensen ve arkadaşları, kuantum dolanıklık dağıtımını kullanarak bankalar arasında 1,45 km'lik veri iletimini ilk kez gerçekleştirdiler ve kuantum iletişimini laboratuvar aşamasından uygulama aşamasına taşıdılar. Şu anda kuantum iletişim teknolojisi, hükümetlerin, endüstrinin ve akademinin önemli ilgisini çekmektedir. İngiliz Telefon ve Telgraf Şirketi, Bell, IBM, ABD'deki AT&T laboratuvarları, Japonya'daki Toshiba şirketi, Almanya'daki Siemens şirketi gibi bazı ünlü uluslararası şirketler de kuantum bilgi teknolojisinin ticarileştirilmesi üzerinde aktif olarak çalışmaktadır. Ayrıca, 2008 yılında Avrupa Birliği'nin "kuantum kriptografisine dayalı küresel güvenli iletişim ağı geliştirme projesi", 7 düğümlü güvenli iletişim gösterim ve doğrulama ağı kurmuştur.
2010 yılında, Amerika Birleşik Devletleri'nin Time dergisi, "Çığır Açan Haberler" sütununda "Çin'in Kuantum Biliminde Sıçrama" başlığıyla Çin'in 16 km'lik kuantum ışınlanma deneyinin başarısını bildirmiş ve Çin'in yer ile uydu arasında bir kuantum iletişim ağı kurabileceğini belirtmiştir [3]. 2010 yılında, Japonya Ulusal İstihbarat ve İletişim Araştırma Enstitüsü ile Mitsubishi Electric ve NEC, İsviçre'nin ID Quantified şirketi, Toshiba Europe Limited ve Avusturya'nın All Vienna şirketi, Tokyo'da altı düğümlü metropol kuantum iletişim ağı "Tokyo QKD ağı"nı kurmuştur. Ağ, Japonya ve Avrupa'daki kuantum iletişim teknolojisinde en yüksek gelişme düzeyine sahip araştırma kurumları ve şirketlerinin en son araştırma sonuçlarına odaklanmaktadır.
Çin'in "Silikon Vadisi" olarak bilinen Pekin Zhongguancun'da bulunan Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., yerli ve yabancı araştırma kurumlarına, araştırma enstitülerine, üniversitelere ve işletmelerin bilimsel araştırma personeline hizmet vermeye adanmış yüksek teknoloji bir kuruluştur. Şirketimiz esas olarak optoelektronik ürünlerin bağımsız araştırma ve geliştirme, tasarım, üretim ve satışıyla ilgilenmekte olup, bilimsel araştırmacılar ve endüstri mühendisleri için yenilikçi çözümler ve profesyonel, kişiselleştirilmiş hizmetler sunmaktadır. Yıllar süren bağımsız inovasyonun ardından, belediye, askeri, ulaşım, elektrik enerjisi, finans, eğitim, tıp ve diğer sektörlerde yaygın olarak kullanılan zengin ve mükemmel bir fotoelektrik ürün serisi oluşturmuştur.
Sizinle iş birliği yapmayı dört gözle bekliyoruz!
Yayın tarihi: 05 Mayıs 2023