Kuantum dolanıklık sayesinde, ışık hızından daha hızlı haberleşmek mümkün mü?

Henüz kimsenin tahtına oturamadığı "ışık hızını aşma" mevzusunu sırf kuantum dolanıklıkla alt etmek mümkün olsaydı, Einstein herhalde o ünlü "tanrı zar atmaz" serzenişinin ardından bir de "lan... ama eğer atarsa, umarım ışıktan hızlı olur" diye eklerdi. Fakat görünen o ki doğa bu konuda fazlasıyla ketum davranıyor. Dolanık iki parçacık arasında (bırakın "merhaba" kelimesinin kodlanmasını) en basitinden bir "0" veya "1" bilgisini bile anlık ve kasıtlı şekilde iletemiyoruz. Evet ölçüm sonuçlarının korelasyonundan bahsediyoruz, ama koca Bell denklemlerini cebren alt üst etseniz de, korelasyonu iletişime tahvil etmenin bir yolunu bulamıyorsunuz.

1982'deki Alain Aspect deneylerinden bu yana, dolanıklığın gerçekten "spooky" (Einstein'ın tabiriyle "ürkütücü") olduğunu defalarca ispat ettik. Fakat "ürkütücü" olması, iletişim kanalları açtığı anlamına gelmiyor. Bu deneylerde fotonlar arasında mesafeler büyüdükçe dahi ölçüm sonuçları arasında istatistiksel bir bağ (korelasyon) görüldü; ancak mesaj gönderme aracı ortaya çıkmadı. Bell testlerini istediğiniz kadar tekrarlayın, yine de bir tarafın ölçüm sonucunu manipüle ederek öte tarafın ölçüm sonucunu önceden belirleyebilmek mümkün değil. Üstelik John Bell'in meşhur eşitsizliklerini çiğnemenizi sağlayan bu dolanıklık, sanki evrenin hayati bir emniyet kemeri gibi davranıp, "Buradan öteye gidemezsiniz" diyor...

Ayna iki parçaya bölünmüş olsun, biri Dünya'da, diğeri çok uzak bir gezegende dursun. Ayna parçaları birbirleriyle hâlâ "dolanık" olsun. Siz Dünya'daki ayna parçasına "merhaba" yazsanız bile, uzakta duran ayna parçasında aynı yazıyı doğrudan göremezsiniz. Elinizdeki ayna sadece karmaşık bir yansımayı korur; ölçüm yaptığınızda rastgele desenler belirir, ama bu desenlerin ortalamasını aldığınızda, "karşıda da benzer desenler oldu" diyerek bir korelasyon çıkartırsınız. Ne var ki istediğiniz gibi "Bugün hava çok güzel" yazısı belirmeyecektir. Geçmişte radyonun keşfedildiği zamanlar bile "ether" üzerinden ışıktan hızlı sinyaller göndermek gündeme gelmiş ancak Maxwell denklemlerinin seti her defasında bu rüyayı baltalamıştı. Şimdi de kuantumun büyüsü içinde benzer bir bariyer karşımızda duruyor: Ölçümün rastgeleliği ve no-communication theorem.^[1]

Deneyler Bell eşitsizliklerini aşsa bile, süslü Hilbert uzaylarında dalga fonksiyonunu istediğimizce katlayıp çarpsak da, bilinçli ve yönlendirilmiş bir "merhaba" iletimi ışıktan hızlı gerçekleşemiyor. Doğa, evrensel hız sınırını ve sebep-sonuç ilişkisini (nedenselliği) ısrarla muhafaza ediyor. Belki bir gün daha da "tuhaf" bir kuram keşfederiz; ama şimdilik, kuantum mekaniğinin ipini nereye çeksek de "Daha hızlı gider miyiz?" sorusuna cevabımız net: Ne yazık ki hayır...

Kuantum Dolanıklık ile ışık hızından hızlı "süperlüminal" bilgi aktarabileceğine dair teorik yorumlar olsa da pratikte durum tam olarak istediğimiz gibi çalışmamaktadır. cos²(θ/2) denkleminden 0 derece ile yerleştirilen bir dedektörün ölçtüğü dolanık parçacığın diğer parçacık her ne kadar uzakta veya hangi durumda olursa olsun diğer parçacığa zıt spinli olarak ölçüleceğini biliyoruz. Bu durum iki parçacık arasında ki mesafe ışığın birim zamanda aldığı yoldan daha uzak olsa bile gerçekleşir ve bu durum ışık hızından hızlı bilgi aktarımı şeklinde de yorumlanabilir. Nitekim fiziksel anlamda bilginin hızınında evrensel hız sınırı olan ışık hızı ile sınırlı olduğunu biliyoruz. Bu iki bilgi arasında bulunan çelişki durumu aslında kuantum dolanıklık yoluyla aktarılabileceği düşünülen bilginin fiziksel anlamda bilgi olmamasından kaynaklanıyor. 2 zıt spinli dolanık elektronun birbirlerinden d=500.000 km uzaklıkta bulunduğunu düşünelim. Elektronlardan bir tanesinin spini incelenip süperpozisyon durumu bozulduğunda diğer elektronun spini hakkında t<1 saniye zaman içerisinde haberdar olabiliriz. Fakat durum bilgi aktarımına geldiğinde büyük bir sıkıntı ortaya çıkar. Elektronun spini için +1/2=1 ve -1/2=0 olduğu varsayılan bir kodlama dilinde mesaj gönderilmeye çalışıldığı varsayılsın. Bu durumda çıkan sıkıntı elektronların spininin deterministik olmaması yani tamamen rastgele veya olasılıksal bir biçimde belirmesidir. Karşı tarafa 0 kodunu göndermek için kendi tarafımızda ki elektronun spininin +1/2 olarak ayarlanması gerekmektedir fakat bu imkansızdır. Elektronun spinini tamamen olasılıksal bir biçimde belirir ve bu durum x₁≠x₂ durumunda x₁ ile x₂ noktaları arasında bilgi aktarımını uygulamada olanaksız hale getirir.