Kuantum Anahtar Dağıtıcı ve Uydular Sayesinde Kuantum Haberleşme Mümkün Olabilir!

Çin'deki bir araştırmacı takımı 700'den fazla fiber bağlantı içeren büyük ölçekli fiber ağı ve 2 adet uydu-yeryüzü arası yüksek hızlı boş alan bağlantısını birleştiren bütünleşmiş kuantum haberleşme ağının çalıştığını kanıtladı. Çin teknoloji ve Bilim Üniversitesi'nden Profesör Jianwei Pan ve meslektaşları, çalışmalarını şöyle anlatıyorlar:

Kuantum Anahtar Dağıtıcı (QKD) sıfırlar ve birlerden oluşan bir zinciri oluşturmak için parçacıkların kuantum durumlarını kullanıyor. Gönderen ve alıcı arasındaki herhangi bir sızma girişimi bu zinciri ya da anahtarı değiştirecek ve hemen fark edilecektir. QKD güvenli iletişimi ve bilgi transferini sağlayacak potansiyele sahip.

Laboratuvarda Kuantum Anahtar Dağıtıcı'nın 32 cm'nin üstünde uygulanması, noktadan noktaya uygulanabilirliğinin bir kanıtıydı. Bu mesafe daha sonra tuzak durumundaki Kuantum Anahtar Dağıtıcı ile 100 km'ye, ölçüm cihazından bağımsız QKD ile de 500 km'ye kadar arttırılmıştır.

Birçok düşük ölçekli Kuantum Anahtar Dağıtıcı ağları laboratuvar dışında da test edildi. Ancak küresel Kuantum Anahtar Dağıtıcı ağları yalnızca teoride değil uygulamada da geniş bir alana yayılmış çok sayıda kullanıcı tarafından kullanılabileceği güvenli bir Kuantum Anahtar Dağıtıcı ağına ihtiyaç duyuyor.

2016 yılında Çin, Uzay Ölçeğinde Kuantum Deneyleri (QUESS) ya da Mozi/Micius isimli Dünya'nın ilk kuantum haberleşme uydusunu uzaya gönderdi ve birbirinden 2.600 km uzaklıkta 2 adet yeryüzü Kuantum Anahtar Dağıtıcı istasyonuna sahip oldu.

Bir yıl sonra, Kuantum Anahtar Dağıtıcı için Beijing ve Shangai şehirleri 2.000 km uzunluğundaki fiber optik ağ yapımı tamamlanmıştı.

Güvenilir kanallar kullanılarak, yeryüzünde fiber ağ ve uydu-yeryüzü bağlantısı, tüm Çin’de 150’den fazla endüstriyel kullanıcıyla birleştirildi. Bu kullanıcılar arasında yerel ve özel bankalar, belediye elektrik şebekeleri ve devlete ait web siteleri de vardı. Profesör Pan şöyle anlatıyor:

Çalışmalarımız, büyük ölçekli pratik uygulamalar için kuantum haberleşme teknolojisinin vaktinin geldiğini gösteriyor.

Benzer şekilde eğer farklı ülkelerden üniversiteler, enstitüler ve şirketler bir araya gelip ilgili protokolleri, yazılımları vb. şeyleri ayarlarlarsa küresel bir kuantum haberleşme ağı sağlanabilir.

Profesör Pan ve ortak çalışanları bütünleşmiş ağın farklı parçalarını test etti ve performansını arttırdı.

Örneğin, arttırılmış saat hızı ve daha verimli hale getirilmiş QKD protokolü sayesinde uydu-yeryüzü arası görev yapan QKD şu an saniyede 47.8 kilobit anahtar oluşturma hızına sahip. Bu hız, öncekinin tam 40 katı. Araştırmacılar şöyle diyor:

Çin’deki ağı genişletmeyi; orta ölçekli ve düşük maliyetli Kuantum Anahtar Dağıtıcı uyduları, yeryüzü alıcıları ve orta ve yüksek yörüngeli-on binlerce kilometre- tam zamanlı Kuantum Anahtar Dağıtıcı uydularını geliştirmeyi hedefliyoruz.