Viyana Üniversitesi ve Viyana'daki Kuantum Optik ve Kuantum Bilgi Enstitüsü'nde çalışan bir grup araştırmacı bükülen ışık ışınları kullanarak açık havada 3 kilometre uzaklığa bilgi aktarmayı başardı. Geliştirilen yöntem sayesinde gelecekte çok büyük miktarda bilgiyi çok kısa sürelerde uzak mesafelere aktarmak mümkün olabilir. Bükülen ışık ışınları ile bilgi aktarımının gelecekte pek çok teknolojide yararlı olacağı düşünülüyor.

bukulan isik - Bükülen Işık Işınları

Işığın içerdiği en küçük enerji paketleri olan fotonların açısal momentumunun iki bileşeni vardır: spin açısal momentum ve orbital açısal momentum. Bu bileşenlerin ikisi de laboratuvar ortamında başarılı bir şekilde bilgi aktarmak için kullanılabiliyor. Bunun yanı sıra bilginin fotonla-rın spin açısal momentumunda kodlandığı teknolojilerle açık havada 100 kilometre uzaklığa bilgi aktarılabiliyor. Fotonların spinlerinin kolayca kontrol edilebilmesi ve çevresel etkilerden fazlaca etkilenmemesi sayesinde bu işlem büyük bir doğrulukla yapılabiliyor. Ancak aynı durum kısa zaman öncesine kadar bilginin fotonların orbital açısal momentumunda kodlandığı durumlar için geçerli değildi.

Fotonların orbital açısal momentu-mundan yararlanarak çok kısa sürelerde çok büyük miktarda bilgi aktarılabilir. Örneğin daha önceleri yapılan araştırmalar sırasında bükülen ışık ışınları kullanarak fiber optik kablolar üzerinden saniyede 2,5 terabit bilgi aktarılabilmişti. Bu durum saniyede 66 DVD dolusu bilginin fotonların orbital açısal momentumunda kodlanarak aktarılabileceği anlamına geliyor. Bükülen ışık ışınlarının bu kadar verimli olmasının nedeni, fotonların orbital açısal momentumunun alabileceği değerlerin sayısının herhangi bir sınırının olmaması. Bilginin spin açısal momentum kullanılarak kodlandığı durumlar için iki ihtimal söz konusudur. Fotonların spin yönü ya hareket yönleriyle aynı ya da hareket yönlerinin tersidir. Fotonların orbital açısal momentumları ise sonsuz sayıda farklı değere sahip olabilir.

Geçmişte fiber optik kabloların içinde yol alan bükülen ışık ışınları kullanılarak laboratuvar ortamında başarılı bir biçimde bilgi aktarılabilmişti. Ancak fiber optik kablolar her durum için uygun değildir. Örneğin iletişim uyduları üzerinden bilgi aktarırken bükülen ışık ışınları kullanabilmek için ışınların çevresel etkenlerden etkilenmeden açık havada yol alabilmesi gerekir. Viyana Üniversitesi araştırmacılarının yaptığı son çalışmalar, bu bakımdan büyük önem taşıyor.

Deneyler sırasında 532 nanometre dalga boyunda ışık üreten lazerler kullanılmış ve bilgiyi kodlamak için 16 ayrı orbital açısal momentum değerinden yararlanılmış. Araştırmacılar, yeni yöntemi kullanarak Wolfgang Amadeus Mozart’ın, Ludwig Boltzmann’ın ve Erwin Schrödinger’in siyah-beyaz resimlerini ortalama %1,7 hata oranıyla Viyana semalarında 3 kilometre uzağa aktarabilmiş.

Geliştirilen yeni teknolojinin özellikle kuantum kriptografide yararlı olacağı düşünülüyor. Bilginin çok çeşitli orbital açısal momentum değerleri kullanarak kodlanması sayesinde şifreli metinlerin yetkisiz insanlar tarafından çözülmesi çok daha zorlaştırılabilir.