Evrenin Bilgi Hızı İkiye Katlandı

Şöyle ki evrende bulunan her şeyin hareket edebileceği hızın bir sınırı var. Bütün her şeyin sınırı varsa, bilginin de bir hız sınırı var o zaman. Bu bir kuraldır. Fakat bir grup kuantum fizikçisi, her zaman yaptıkları gibi, bunu da değiştirmenin bir yolunu bulmuşlar. Normal şartlar altında bilgi aktarımı, son sınır olan yani evrenin bant genişliği, bir parçacık başına bir bit ve ışık hızı ile sınırlıdır. Tabii ki bu, işin içinde kuantum fiziğinin olmadığı klasik bir evren için geçerli.

Sınırın kaynağı şu; Bir ışık yılı ötedeki arkadaşınıza 1 ya da 0 bitlerinden oluşan bir mesaj göndermek istiyorsunuz ve elinizde yalnızca bir adet proton varsa bu ikili sayıyı elinizde bulunan tek fotona kodlayıp arkadaşınıza ışık hızında gönderebilirsiniz. Bu mesajı arkadaşınız bir yıl sonra alacaktır. Eğer arkadaşınız bu fotonu size ikili bir mesaj iletmek için kullanmak isterse, bir yıl daha beklemeniz gerekecektir. Eğer daha fazla mesaj göndermek isterseniz, daha fazla fotona ihtiyacınız olacaktır. 

Ancak Şubat aylarında Physical Review Letters dergisinde yayımlanan bir makaleye göre fizikçiler bu bant genişliğini ikiye katlamanın mümkün olduğunu bildirdiler. Başlığı, tek kuantum parçacığı ile çift yönlü iletişim, olan bu makalede tarif edilen teknik, arkadaşınıza tek parçacıkla iki bit yollamanıza izin vermiyor. Bunun yerine, sizin ve arkadaşınızın aynı parçacığı kullanarak aynı anda birbirinize birer bit bilgi yollamanızı sağlıyor. 

Araştırmaların sonucuna göre, bunu yapabilmek için iki tarafın parçacığı "farklı uzamsal konumların bir süperpozisyonuna" getirmesi gerekiyor. Viyana Üniversitesinden Flavio Del Santo bu durumu Live Science'a "Buna genelde aynı anda iki yerde birden olmak diyoruz." diye açıklamıştır. Aslında gerçekte durum bundan daha karmaşık ama parçacığın aynı anda iki yerde olduğunu hayal etmek, bu olacakları anlamayı kolaylaştırabilir. 

Böylelikle Alice ve Bob (Del Santo ve çalışmanın eş yazarı Borivoje Dakic'in kuantum iletişimi kuran karakterlere verdiği isimler) iletişimin başında aynı parçacığa sahip oluyor. Tarafların her biri parçacığa 1 ya da 0 olmak üzere tek bitlik bilgi kodlayabiliyor. 

İletişimin hızı hala ışık hızı ile sınırlı. Alice parçacığa 1 kodladığında Bob bunu anında görmüyor. Alice'in parçacığı ona göndermesi gerekiyor. Ancak bu özel bir durum çünkü Alice'le Bob, parçacığa kendi bilgi bitlerini kodlayıp aynı anda birbirlerine yollayabiliyor.

Parçacık kendilerine ulaştığında gördükleri mesaj, kendi gönderdikleri bitle karşı tarafın gönderdiğinin toplamı oluyor. Yani Alice 0 Bob 1 göndermişse, ikisine de 1 sonucu ulaşıyor. Tabi Alice kendisinin 0 koyduğunu bildiği için Bob'un 1 gönderdiğini anlıyor. Aynı şekilde Bob da kendisinin 1 koyduğunu bildiği için Alice'ten 0 geldiğini tahmin edebiliyor. Ama ikisi de 1 ya da 0 koysaydı sonuç 0 olacaktı. 

Her iki durumda da iki alıcı da karşı tarafın ne gönderdiğini biliyor ve iki kişinin birbirine tek parçacık kullanarak bir bit yollaması için gereken zaman yarıya inmiş oluyor. Bir başka deyişle de bant genişliği ikiye katlanıyor.

Physical Review Letters'ta yayımlanan makale tümü ile kuramsaldı. Ancak Del Santo ve Dakic, Viyana Üniversitesi'nden bir deney ekibi ile ortaklığa giderek bu yöntemin gerçek dünyada da işe yarayabildiğini kanıtladılar. Çalışmaları henüz onaydan geçip bir bilimsel dergide yayımlanmadıysa da kanıtları var. En kısa zamanda da yayımlanacağını düşünüyorum. 

Araştırmalara göre bu uygulama güvenli iletişimi de sağlayabileceğini gösteriyor. Yani şöyle ki, taraflardan biri, mesela Alice gelişi güzel bir bit dizisi girer ve Bob gerçek yani anlamlı mesajı kodlarsa Alice'in ne kodladığını bilmeyen kimse, Bob'un Alice'e ne mesaj yolladığını anlayamayacak.

Karışık gibi dursa da bilimde yapılan bu adımlar, gerçekleştirilen bu gelişmeler insanlığı bambaşka dünyalara götürecek. Biz göremeyecek olsakta insanlığın iyi yönde gelişmesini destekliyor olacağız.