Kuantum ağları dünyayı değiştirecek. Tıpkı internetin bilgi işlem ve toplumda daha geniş anlamda bir devrime yol açması gibi, uzmanlar da kuantum internetin hayatımızı nasıl yaşadığımız üzerinde derin bir etkisi olmasını bekliyor. Dünyanın dört bir yanındaki ülkeler, gelişmekte olan alanda sürüye liderlik etmek için şimdiden yarışıyor. Kuantum ağ teknolojisi etrafındaki tüm bu heyecana rağmen, bunların gerçekte ne anlama geldiğini çok az kişi biliyor. Peki, kuantum ağı nedir ve nasıl çalışır?
Kuantum ağı nedir?
Genellikle kuantum ağları, bireysel fotonlar biçiminde depolanan kuantum verilerini iletir. Kuantum ağları, kuantum durumlarında bulunan gücü kullanarak, fizik tabanlı hacklenemez güvenlik, aksi takdirde yıllar alacak görevleri dakikalar içinde çözebilen daha güçlü kuantum bilgisayarlar ve dolaşmış kuantum sensör ağları gibi yeni uygulamaları etkinleştirebilir.
Kuantum ağı nasıl çalışır?
Kuantum ağları, kuantum mekaniğinin gücünden, tek tek parçacıklar gibi yalnızca çok küçük ölçeklerde ortaya çıkan garip fiziksel özelliklerden yararlanır. Kuantum ağları, tek tek fotonları kullanarak, dünya genelinde dolaşık kuantum durumları yaratabilir.
Qubit’ler, dolaşıklık ve kuantum tekrarlayıcılar, kuantum ağlarının nasıl çalıştığının yapı taşlarından bazılarını oluşturur.
Kübit (Qubit) nedir?
Qubitler, kuantum verilerinin yapı taşlarıdır. Klasik bir bitin 0 veya 1 olması gerektiğinde, bir kübit hem 0 hem de 1’in süper pozisyonunda olabilir. Örneğin, bir kübiti 0 ve 1 “eşit süper pozisyonunda” ölçersek, her iki durumu da ölçmek için 50/50 atış olacaktır. Bunun da ötesinde, birden fazla kübit “dolaşık” hale gelebilir.
Dolaşma nedir?
Dolanıklık, iki kübitin birbirine bağımlı hale geldiği bir olgudur. Dolaşmış kübitler ayrıldıklarında bile anında bağlanmış gibi görünebilirler. Dolanıklık zor bir kavramdır. Onlarca yıldır hem öğrencileri hem de öğretmenleri tetikledi. Einstein bile kuantum dolaşıklığı ile mücadele etti ve ünlü bir şekilde kavramı reddetti. Ancak artık fotonlar gibi kuantum parçacıklarının dolaşık hale geldiğini biliyoruz. Kuantum ağlarıyla, yeni güçlü uygulamaları etkinleştirmek için kuantum durumlarının bu benzersiz özelliğini kullanabiliriz.
Kuantum mekaniğinin süper pozisyon ve dolaşma gibi özelliklerinden yararlanan kuantum ağları, günümüz ağlarında mümkün olmayan yeni uygulamaları mümkün kılabilir.
Kuantum ağları ne yapabilir?
Kuantum ağları, fizik tabanlı ultra güvenli iletişim, daha güçlü kuantum bilgisayarlar ve daha iyi kuantum sensörleri sağlayabilir. ARPANET’in yaratıcılarının bugün interneti kullanmamızın birçok yolunu tahmin edemedikleri gibi, biz onları inşa edene kadar hayal edemeyeceğimiz çok daha fazla kuantum ağ uygulaması olması muhtemeldir.
- Güvenli iletişim
Sık yapılan saldırılarla, internetin güvenliğine olan güven eksiktir. Kuantum ağları, yalnızca fizik yasalarına dayanan farklı bir tür güvenlik sağlayabilir. Kuantum ağları, verileri doğrudan ağ üzerinden geçirmek yerine, dolaşıklığı kullanarak bir bağlantı kurulmasına izin verir. Buna ek olarak, kuantum durumlarının özellikleri nedeniyle, bir iletişimin kesilip kesilmediğini kesin olarak tespit etmek mümkündür. Kuantum ağları, hack tehdidinden ve hatta günümüzde internette yaygın olarak kullanılan şifreleme protokollerini tehdit eden daha güçlü kuantum bilgisayarların ortaya çıkmasından uzak, internette yeni bir güvenlik düzeyi sağlayacaktır.
- Dağıtılmış kuantum hesaplama
Kullanışlı kuantum hesaplama uygulamaları, günümüz platformlarının sağlayabileceğinden çok daha fazla kübit içeren cihazlar gerektirir. Gittikçe daha büyük cihazlar oluşturmaya çalışmak ile birlikte, temel fiziksel engellerle karşılaşılıyor. Dağıtılmış kuantum bilgi işlem, kuantum bilgisayarları kümeler halinde ağa bağlayarak maliyetleri düşürür ve bilgi işlem kapasitesini artırır.
- Kuantum algılama
Kuantum sensörleri, klasik olarak mümkün olandan daha iyi performans elde etmek için kuantum mekaniğinin gücünü kullanır. Daha güçlü kuantum sensörleri oluşturmanın bir yolu, güçlerini birleştirmek için birçok sensörü birbirine karıştırmaktır. Kuantum ağları dolaşıklığı dağıttığından, kuantum sensör uygulamaları için çok daha yüksek performans sağlamak için kullanılabilirler. Örneğin, gelecekteki bir kuantum internet, bugün mümkün olandan çok daha yüksek doğruluk sağlayacak küresel bir saat ağını etkinleştirebilir. Bunula birlikte, daha yüksek doğrulukta GPS gibi büyük uygulamalara sahip olabilir.
Kuantum ağları için bir sonraki adım nedir?
İlk pratik kuantum ağlarını kurmak için yarış devam ediyor. 2020’de ABD, ABD’de ilk büyük ölçekli kuantum ağlarını kurma planını ortaya koyan Kuantum İnternet için Planlarını duyurdu Avrupa’daki Kuantum İnternet İttifakı gibi dünya çapında benzer çabalar sürüyor.
Büyük ölçekli ağlar inşa etmek için öncelikle bir ağ yığını tasarlamak ve iletişimi uzun mesafeler arasında genişletmek için kuantum tekrarlayıcılar oluşturmak gibi bazı temel teknik sorunları çözmemiz gerekiyor.
İlginizi çekebilir:https://www.nesilteknoloji.com/ag-network-ve-alt-yapi-hizmetleri/
Yazan:Beyzanur Göktaş
