Kuantum mekaniğinin doğuşunun 100. yıl dönümü yaklaşıyor. Bu süre zarfında bilim insanları ve mühendisler, lazerler, MR tarayıcıları ve bilgisayar çipleri gibi teknolojiler geliştirmek için kuantum mekaniğini kullandı.
Günümüzde araştırmacılar, kuantum bilgisayarlar inşa etmeyi ve bilgiyi güvenli bir şekilde aktarmanın yollarını araştırıyorlar. Kuantum bilgi bilimi olarak adlandırılan bu yeni alan, bilim dünyasında büyük ilgi görüyor.
Ancak, kuantum mekaniğinin kurucuları tarafından ortaya atılan bazı büyük sorular hala yanıtlanabilmiş değil. Son zamanlardaki gelişmeler sayesinde, araştırmacılar kuantum bilgi teorisini kullanarak bu temel sorulara yeni bakış açıları getirmeye çalışıyorlar. Bu araştırmaların bir yönü, Albert Einstein’ın görelilik ilkesini kübit ile ilişkilendirmek üzerine odaklanıyor.
Kuantum Bilgisayarlar
Kuantum bilgi bilimi, kuantum “bit” veya kübit üzerine kurulu kuantum bilgisayarlar inşa etmeye odaklanıyor. Kübit, tarihsel olarak fizikçiler Max Planck ve Albert Einstein’ın keşiflerine dayanıyor. 1900 ve 1905 yıllarında ışığın, “kuantum” adı verilen enerji paketleri şeklinde var olduğunu keşfettiler.
Klasik bit yerine kuantum bitlerine dayalı bir bilgisayar, büyük bir hesaplama avantajına sahip olabilir. Klasik bir bit sadece 1 veya 0 yanıtı verirken, kübit, kuantum süperpozisyonu özelliği sayesinde sonsuz sayıda soruya ikili yanıt verebilir. Bu özellik, araştırmacıların kübitleri kuantum dolanık durumda birbirine bağlamasına olanak tanır. Dolanık kübitler, klasik bitlerin yapamayacağı şekilde kolektif olarak hareket eder.
Bu nedenle, kuantum bilgisayarlar bazı hesaplamaları sıradan bilgisayarlardan çok daha hızlı gerçekleştirebilir. Örneğin, bir cihazın 76 dolanık kübit kullanarak bir örnekleme problemini klasik bir bilgisayardan 100 trilyon kat daha hızlı çözdüğü bildirildi.
Ancak, bu kuantum dolanık durumu yaratan doğa kuvveti veya ilkesi hala büyük bir bilinmeyen. Araştırmacılar, Einstein’ın görelilik ilkesinin bu durumu açıklayabileceğini düşünüyor.
Kuantum Bilgi Teorisi
Görelilik ilkesi, fizik yasalarının tüm gözlemciler için aynı olduğunu belirtir, nerede bulundukları, nasıl yönlendikleri veya birbirlerine göre nasıl hareket ettikleri önemli değildir. Araştırmacılar, görelilik ilkesini kuantum bilgi teorisi ile birleştirerek kuantum dolanık parçacıkları açıklayabileceklerini öne sürdüler.
Kuantum bilgi teorisyenleri, kuantum mekaniğini bir kuvvet teorisi yerine bilgi ilkeleri teorisi olarak düşünür. Bu yaklaşım, kuantum fiziğine farklı bir bakış açısı getirir ve dolanıklık fenomenini açıklamak için fiziksel kuvvetlere ihtiyaç duymaz.
Bu, kuantum dolanıklığı açıklamada bize bir avantaj sağlar çünkü fizikçi John Bell’in 1964’te kanıtladığı gibi, kuvvetlere dayalı herhangi bir açıklama Einstein’ın “uzaktan ürkütücü etki” olarak adlandırdığı durumu gerektirir. İki dolanık kuantum parçacığının ölçüm sonuçları, bu ölçümler aynı anda yapılsa bile ve parçacıklar büyük bir mesafe ile ayrılmış olsa da korelasyon gösterir. Eğer bir kuvvet kuantum dolanıklığına neden oluyorsa, bu kuvvet ışık hızından daha hızlı hareket etmek zorunda kalır ve bu da Einstein’ın özel görelilik teorisini ihlal eder.
Birçok araştırmacı, “uzaktan ürkütücü etki” gerektirmeyen bir kuantum dolanıklık açıklaması bulmaya çalışıyor. Araştırmacılar, kuantum bilgi teorisinin bu konuda çözüm sunabileceğini düşünüyor.
