Viyana Üniversitesi fizikçileri, Philip Walther liderliğinde bir ekip, ilk kez bir kuantum bilgisayarı uzayda kullanarak, yıllardır uydu sistemlerini rahatsız eden veri işleme sorununa kuantum tabanlı bir çözüm sundu. Ekibin geliştirdiği kuantum fotonik işlemci, 23 Haziran 2025’te SpaceX Falcon 9 roketiyle düşük yörüngeye (LEO) yerleştirildi ve uzay ortamında karmaşık hesaplamaları gerçekleştirebildi.
Uydular yörüngeden ham verilerini Dünya’ya gönderirken, veri darboğazları ve bant genişliği sınırları her şeyi yavaşlatıyor. Bu sorunu aşmanın yollarından biri, ham verinin gönderilmeden önce yerinde (in situ) işlenmesi. Ekip de tam olarak bunu başarabilecek bir yöntem geliştirdi ve bunu uzaya taşıdı.
Fotonlarla çalışan kompakt bir işlemci
Ekip, tek tek fotonları (ışık parçacıklarını) kullanarak karmaşık işlemleri gerçekleştiren, kompakt optik donanım içeren bir kuantum fotonik işlemci inşa etti. Çizelgeden yörüngeye taşınma süreci kolay geçmedi; kuantum fotonik sistemleri hassastır ve uzayın radyasyonu, büyük sıcaklık değişimleri ve vakumu bile bileşenlere zarar verebilir ya da çalışmayı bozabilir.
İşlemci, foton çifti kaynağı, altı modlu entegre cam devre çipi, tek foton dedektörleri ve kontrol elektroniklerinden oluşuyordu. Sistem yörüngeye ulaştıktan sonra gerçek iş başa kalktı. Bilgiyi işlemek için sistem, foton çiftleri oluşturmak üzere bir kristale lazer yönlendiriyor; ardından bu ışık parçacıklarını küçük bir cam devreden geçirerek mikrokop ısıtıcılarla yol almalarını ve girişimlerini kontrol ediyor; en sonunda da hassas dedektörler fotonların nereden çıktığını ölçmek için ışığı yakalıyor.
Sistemin yörüngeye ulaşması gerekiyordu; oraya ulaştıktan sonra gerçek işe başlandı.
Kuantum fotonik işlemci ekibi
Yörüngede bir kuantum ilk
Fırlatmanın ardından bir aksilik ortaya çıktı: foton dedektörlerinin yarısı çalışmayı bıraktı ve ekip, başlangıçtaki altı dedektör yerine yalnızca üçünü kullanabildi. Bu geri adıma rağmen görev, temel hedeflerine ulaştı. Yörüngedeki ilk sekiz ay içinde sistem, foton çiftlerini başarıyla üretti, müdahale etti ve tespit etti; bir dizi farklı programlanmış işlemi gerçekleştirdi.
Ekip, çip ayarlarını değiştirdi ve fotonları dikkatle ayarlayarak iki fotonlu girişim adlı bir olguyu araştırdı. Uzayın zorlu koşullarına rağmen ışık parçacıkları arasında kuantum girişimini gözlemeyi başardı.
Sadece ilk adım
Sonuçlar yalnızca bir ilk adım. Uyduların kuantum destekli veri işleme görevlerini doğrudan yörüngede çalıştırabilmesi için hâlâ yapılacak çok iş var. Çalışmanın yazarları, arXiv ön baskı sunucusuna yükledikleri makalede bir sonraki adımın, sensör ile işlemci arasındaki döngüyü kapatmak ve Dünya gözlem verilerini doğrudan çirte programlanan üniter işleme kodlamak olduğunu açıkladı.
Kalan şey, bileşenlerin kademeli olarak bozulması eşleşme oranını düşürürken, bir çıkarım görevinin talep ettiği uzun edinme süreleri boyunca sistemi kararlı tutmaktır.
Çalışmanın yazarları
Bu hedefe ulaşmak, aynı zamanda aletlerin karşılaşacakları aşırı zorlukları kaldırabildiğinden emin olmayı da gerektirecek. Simon Steiner ve arkadaşlarının arXiv’e yükledikleri “In-orbit operation of a programmable quantum photonic processor” başlıklı çalışma, 2026 yılında yayımlandı ve DOI: 10.48550/arxiv.2609.25248 numarasıyla kayıtlı.
İlk yorumu siz yazın
Fikrinizi bir kaynak, soru veya yapıcı karşı görüşle geliştirin.