Bütün bilim kurgu filmlerinde ve kitaplarında gördüğümüz insanların ışınlanması şu anda mümkün olmasa da kuantum mekaniğinin atom altı dünyasında aslında ışınlanma mümkün. Fakat kuantum dünyasında ışınlanan şey maddeden ziyade onun taşıdığı bilgi.
Bilim adamları geçtiğimiz yıllarda, bilgisayar çiplerindeki fotonlar arasında bilgi aktarabileceğimizi kanıtladı. Şimdi ise aralarında birçok fizikçinin bulunduğu ekip, elektronlar arasındaki ışınlanma üzerine çalışıyor. Araştırmacılar, elektronlar arasında güvenilir bir şekilde uzun mesafeli etkileşimler oluşturmanın, kuantum hesaplama için çok önemli olduğunu belirtiyor. Daha hızlı ve daha verimli işlemciler ile yapılan kuantum ışınlamalarının, tıp ve bilimde devrim yaratma potansiyeline sahip olduğu düşünülüyor.
İçindekiler
Kuantum Işınlaması Nasıl Ortaya Çıktı?
Kuantum ışınlaması, Albert Einstein ve meslektaşlarının 1935’te üzerinde çalıştığı EPR paradoksu olarak bilinen bir hipoteze dayanmakta. Kuantum dolanıklığı olarak da bilinen bu durum kuantum mekaniğinin temellerinden sayılıyor.
Kuantum mekaniği yasalarının bir sonucu olarak bu durumu şöyle tanımlayabiliriz: Bir parçacığı, sahip oldukları özellikleri taşımaya devam eden iki ayrı parçacık elde etmek için uzayda ayırdığımızı düşünelim. Bu durumda bu parçacıklardan biri üzerindeki eylem, diğer parçacık üzerinde de bir etkiye sahip olacaktır. Einstein’ın sözleriyle bu ‘’uzaktan ürkütücü eylem’’ kuantum ışınlamasının temelini de oluşturuyor.
Kuantum Işınlaması Sınırlamaları
Atom altı parçacıklar arasında yapılan kuantum ışınlamasının fizik ve kuantum yasaları tarafından bazı sınırlamaları bulunuyor:
- Bilgiler ışıktan daha hızlı iletilemez.
- Fiziksel bir nesneyi aktarmak için ışınlanma kullanılamaz. Kuantum bilgisinden daha büyük bir şeyi ışınlamak henüz mümkün değildir.
- Kuantum bilgisi ışınlanma ile kopyalanamaz. Çünkü bir parçacıktan bilgi yollandığında ve alıcı parça bunu aldığında, verici parçadaki bilgi yok olur.
- Kuantum ışınlamasından sonra oluşan kuantum kanalı yok olur. Yani birden çok bilgi aktarımı için iki tarafta da birden çok parçacık olması gerekmektedir.
Kuantum Işınlanması Çalışmaları
1998’den beri çeşitli deneylerle kuantum ışınlanması gerçekleştiriliyor. Başlangıçta çok kısa mesafelerde ve tek fotonlarla yapılan çalışmalar sonradan daha karmaşık sistemler ve yüzlerce metre uzaklık ile gerçekleştirildi. Şu anda en uzak mesafeden yapılan foton ışınlaması rekoru, 2017 senesinde gerçekleştirilen Dünya’dan 1400 kilometre uzaktaki Micius Uydusu’na foton ışınlamadır.
Micius Uydusu’na Işınlanma
Çinli bilim adamları, bir nesneyi ilk kez Dünya yüzeyinden yörüngedeki bir uyduya ışınlamayı başardılar. Bir foton, Gobi Çölü’nden Çin’in Micius Uydusu’na ışınladı. Yaptıkları şey aslında bir parçacığın bütün özelliklerinin anında çok uzakta olan diğerine aktarılmasıydı. Teknik olarak yıllardır yapılan foton ışınlamasının bu deneyle bu kadar ses getirmiş olmasının sebebi ilk defa bu kadar uzun bir mesafeden yapılmış olması. Böyle bir çalışmanın, kuantum mekaniği için inanılmaz bir yapı taşı konumunda olduğunu söyleyebiliriz.
İnsanların Işınlanması Neden Mümkün Değil?
Kuantum teknolojisinin yavaş ilerleyen yönlerinden birisi, giderek karmaşıklaşan sistemleri ışınlama konusudur. Bir insanı kuantum ışınlaması ile ışınladığımızı varsayalım. Kuantum ışınlamasında yapılan şey var olan bütün bilginin aktarılmasıydı. Bir insanı tanımlamak için gerekli olan bilgi miktarı ise inanılmaz bir miktardır. Ortalama bir kişide her biri başka atomla etkileşimde olan 10^27 (10 üzeri 27) ‘den fazla atom var ve bu atomların hepsinin bir serbestlik derecesi bulunuyor. Bu da bütün bilginin alınıp yollanmasını imkansız kılıyor.
Yani bir kişideki tüm atomların tam bir kopyasını oluşturmaya çalışsanız bile, bunu yapamazsınız çünkü tüm bu atomlar zaman içinde sürekli hareket ediyor ve her atomun türünü ve konumunu ölçüm anında bir noktada bilmeniz gerekir.
Sonuç olarak gerçek hayatta ışınlanmada, bir parçacıktaki fiziksel durum diğerine kuantum dolaşıklığı ile aktarılır. Gelecekte atom altı parçacıklardan büyük nesnelerin ışınlanması zor, insanların ışınlanması ise imkansız görünüyor. Bu da insanların ışınlanması gerçeğini sadece filmlerden ve kitaplardan takip edeceğiz anlamına geliyor.
