Kuantum ağı deneyinde dedektörlere güvenilmeden dolanıklık doğrulandı

著者 / 編集者: Cem Yıldız•14 Ekim 2026

✓ Editorially Verified

Shandong Üniversitesi araştırmacıları, kuantum ağında dolanıklığı (entanglement) doğrulamak için yeni bir yöntem geliştirdi; bu yöntem fotonların analizi ve tespiti için kullanılan ekipmanlara güven gerektirmiyor. Yöntem, dört kullanıcının katıldığı bir kuantum ağında başarılı şekilde uygulanarak tüm bağlantılarda dolanıklık teyit edildi.

Kaynakta belirtildiği üzere, kuantum ağı farklı kullanıcıları veya cihazları kuantum mekaniği ilkeleriyle birbirine bağlayan sistemlerdir ve gelecekte iletişim güvenliğini artırabilecek potansiyele sahiptir. Dolanıklık tabanlı kuantum ağlarının çalışması için araştırmacıların parçacıkların dolanık olduğunu doğrulayabilmesi ve dolanıklığın derecesini değerlendirebilmesi gerekir.

Dolanıklık, uzak parçacıkların paylaşımlı durumlarının ayrı veya bağımsız olarak tanımlanamadığı bir kuantum mekaniği etkisidir. Araştırmacıların yaklaştırdığı yeni yöntem, önceki stratejilerin çoğunun aksine foton tespiti için kullanılan ekipmana güvenilmesini gerektirmiyor.

Araştırmacıların yöntemi Physical Review Letters’te yayımlanan bir makalede özetlendi ve dört kullanıcılı kuantum ağında dolanıklığı doğrulamak için başarıyla kullanıldı. Makalenin kıdemli yazarı He Lu, Phys.org’a yaptığı açıklamada şunları söyledi:

Kuantum ağı kurmak sadece zorluğun bir parçasıdır; ayrıca ağ boyunca dağıtılan dolanıklığın gerçekten var olup olmadığını da bilmemiz gerekir. Bu konudaki ilgim 2014’e, ölçüm cihazından bağımsız (MDI) dolanıklık doğrulamasının ilk deneyimsel gösterimlerinden birine katıldığım yıla dayanıyor.

He Lu

Araştırmacıların önceki çalışmalarında, geleneksel dolanıklık doğrulama tekniklerinin manipüle edilmiş ölçümlerle yanıltılabileceği gösterildi. Özellikle ölçüm sonuçlarının manipülasyonu, geleneksel testlerin var olmayan bir dolanıklığı tespit etmesine yol açabiliyordu.

Bu sınırı aşan MDI dolanıklık doğrulaması yaklaşımı da test edildi; ancak potansiyeline rağmen bu yaklaşım, uygulamasını karmaşıklaştiran bilinen durumdaki fazladan fotonların hazırlanmasını gerektiriyor.

Lu, konuyla ilgili olarak şunları ekledi:

Son yıllarda grupumuz, entegre lityum-niobat fotoniklerine dayalı geniş bantlı dolanık-foton kaynakları geliştiriyor. Bu arada tamamen bağlı kuantum ağları hızla ilerliyor ve dolanıklığın birden fazla kullanıcı arasında paylaşılmasına olanak tanıyor. Bu gelişmeler, MDI dolanıklık doğrulamasını kuantum ağı bağlamında yeniden gözden geçirmemizi ve daha verimli uygulanabileceğini keşfetmemizi tetikledi.

He Lu

Araştırmacıların son çalışmasının temel amacı, çok kullanıcılı bir kuantum ağında dolanıklığı güvenilir biçimde doğrulamak ve niceliklendirmek için yeni, pratik bir yaklaşım geliştirmektir. En önemlisi bu yaklaşımın ölçüm cihazlarına güvenilmeden veya fazladan foton hazırlamadan çalışması hedefleniyor.

Lu, deney düzeneği hakkında şu bilgileri verdi:

Kuantum ağımızı, geniş bir dalga boyu aralığında dolanık-foton çiftleri üreten küçük bir fotonik çiple kurduk. Dolanık-foton çiftlerini farklı dalga boyu kanalları üzerinden dağıtarak dört kullanıcıyı birbirine bağladık; böylece her çift dolanıklığı paylaşabildi. Bu, toplamda altı bağlantı oluşturdu; her biri 20 km (12 mil) optik lif boyunca uzanıyordu.

He Lu

Araştırmacıların ölçüm yönteminin temel fikri, aynı fotonun iki farklı özelliğini kullanmaktır. Araştırmacılar dolanıklığı taşımak için fotonların olası varış zamanlarını ve onu test etmek için bilinen durumları hazırlamak amacıyla foton ışık dalgalarının yönelimini kullandı.

Lu, yöntemin nasıl çalıştığını şöyle açıkladı:

Bu iki özelliğe ortak bir ölçüm yaparak, fazladan yardımcı foton gerektirmeden ve ölçüm cihazlarına güvenilmeden dolanıklığı doğrulayabildik. Ardından kullanıcı çiftleri arasındaki foton eşzamanlılık sayılarını kaydettik. Bu ölçümleri analiz ederek, güvenilir ölçüm cihazlarına dayanmadan tüm altı bağlantıda dolanıklığın varlığını doğruladık ve her kullanıcı çifti arasında paylaşılan dolanıklık miktarına bir alt sınır belirledik.

He Lu

Araştırmacıların yaklaşımı yalnızca bireysel foton çiftleri arasındaki dolanıklığı test etmekle kalmıyor; tüm bir kuantum ağı üzerinde uygulanabiliyor. İlk testlerde, güvenilir ölçüm cihazlarına güvenmeden dört kullanıcıyı birbirine bağlayan altı bağlantıda dolanıklık başarıyla teyit edildi.

Lu, yöntemin ek değerini şöyle özetledi:

Daha da önemlisi yöntemimiz yalnızca dolanıklığın var olup olmadığını belirlemekten öteye geçiyor; aynı ölçüm verilerini kullanarak kullanıcılar arasında paylaşılan miktar bir alt sınır belirleyerek dolanıklığı niceliklendirmemize olanak tanıyor. Bu, ağda mevcut kuantum kaynakları hakkında daha fazla bilgi sağlıyor.

He Lu

Araştırmacıların MDI yaklaşımı ayrıca daha az deney kaynağı gerektiriyor; çünkü aynı fotonları hem dolanıklığı gerçekleştirmek için hem de onu doğrulamak için kullanıyor.

Lu, 2014’teki önceki deney ile güncel çalışma arasındaki farkı şöyle açıkladı:

2014’teki önceki deneyimizde MDI dolanıklık doğrulamasının uygulaması fazladan yardımcı fotonlar gerektirdiği için deney teknik açıdan zorlayıcıydı. Sunulan çalışmada ise güvenilir kuantum girişlerini, zaman-bin dolanıklığını taşıyan aynı fotonların kutuplaşmasına kodlayarak bu gereksinimi ortadan kaldırıyoruz.

He Lu

Lu ve meslektaşları yaklaşımının daha büyük kuantum ağlarında dolanıklığın güvenilir karakterizasyonunu daha pratik hale getirebileceğini düşünüyor. Daha tamamen bağlı ağlarda kullanıcılar arasındaki bağlantı sayısı arttığı için, dolanıklığı doğrulamakta kullanılan yöntemlerin karmaşıklığını minimize etmek giderek önem kazanıyor.

Lu, gelecek hedeflerini şöyle belirtti:

次へ amacımız yaklaşımımızı daha büyük ve daha karmaşık kuantum ağlarına genişletmek. Özellikle hem boyutça yüksek hem de çok parçacıklı (multipartite) dolanıklığı keşfetmekle ilgileniyoruz. Zaman-bin kodlama, boyutça yüksek kuantum durumları üretmek için doğal bir yol sunar; çok parçacıklı dolanıklık ise birkaç kullanıcının ortak bir dolanık durumu paylaşmasına olanak tanıyarak kuantum iletişimi ve ağ kurulumu için yeni imkânlar açıyor.

He Lu

Araştırmacıların deneylerinde kullandığı lityum-niobat kaynağı, geniş bir dalga boyu aralığında foton üretiyor. Bu onlara birkaç ayrı ışık kanalından dolanıklığı paylaşma imkanı veriyor; bu da daha fazla kullanıcı ve bağlantı içeren kuantum ağları oluştururken faydalı olabilir.

Lu, son sözünde şunları ekledi:

Bu ağlar karmaşıklaştıkça dolanıklığı doğrulamak ve niceliklendirmek için verimli ve güvenilir yöntemler geliştirmek giderek daha önemli hale geliyor. Sonuç olarak geniş bantlı entegre foton kaynaklarını, ölçeklenebilir dolanıklık karakterizasyon yöntemleriyle birleştirerek daha gelişmiş kuantum ağlarına destek olmayı umuyoruz.

He Lu

Araştırma DOI: 10.1103/hpfg-ljzr ile Physical Review Letters’te (2026) “Measurement-Device-Independent Entanglement Quantification in a Fully Connected Time-Bin Quantum Network” başlığıyla yayımlandı; ayrıca arxiv.org/abs/2605.04546 adresinde arXiv’de mevcuttur.

Bu haber, Phys.org sitesinde Ingrid Fadelli imzasıyla yayımlanmış olup Sadie Harley tarafından düzenlenmiş ve Robert Egan tarafından doğrulanıp incelenmiştir.