Kuantumun Gerçek Kullanım Alanları
Kuantum mekaniğini, atomları ve atomu meydana getiren elektron, proton, nötron, kuark ve gluon gibi parçacıkların özelliklerini açıklamaya çalışır. Parçacıkların birbiriyle ve ışık, x ışını, gama ışını gibi elektromanyetik radyasyonlarla olan etkileşimini inceler.
Kuantum mekaniği gözle görülmediği ve günlük yaşantımızda rastladığımız mantıkla uyuşmadığı için günlük hayata yeri olmadığını düşünürüz. Fakat bu doğru değildir.
2022 Nobel Fizik Ödülü kazanan bilim insanları kuantum dolaşıklılığın ortaya koyduğu uzun mesafe bağlantıları, bir çok elektronik cihazın ortaya çıkmasına zemin hazırlamıştır.
Günümüzde Kuantum Mekaniğinden Yararlanan Cihazlar:
Kırılmaz Kodlar
Geleneksel kriptografi şifrelemek ve bu şifreyi çözümlemek için bir anahtar kullanır. Gönderici anahtarı kullanarak gönderiyi şifreler. Alıcı ise aynı anahtar ile gönderiyi deşifre eder. Fakat bu şifrelemede anahtarın deşifre edildiğinde, gönderinin okunma ihtimali vardır.
Fakat kuantum anahtar dağıtımı olarak bilinen yöntem ile şifre asla 3. şahıs tarafından kırılamaz. Basitçe dolanır parçacıklar ile aktarılan bilgi, 3. bir şahıs tarafından çözülmek istendiğinde dolaşıklık bozulacağından ileti ortadan kalmış olacak. Bilim insanları Quantum Key Distribution olarak bilinen yöntem ile şifreli bir şekilde iletişim kurmayı başarmıştır.
Ultra Hassas Saatler
Günümüzde en hassas saatler atom saatleridir. Bu saatler kuantum teorisini kullanarak zamanı belirler. Atomdaki elektronların belli enerji seviyelerine sıçramaları için gerekli radyasyon frekanslarını kullanır.
Süper Kuantum Bilgisayarları
Standart bilgisayarlar 0 ve 1 ya da bitler denilen ikili sistem ile kodlar. Fakat kuantum bilgisayarları kuantum bitler yani kubitler kullanarak çalışır. Burada 1 ya da 0, 0 ya da 1 gibi kodaların yanı sıra 1 ve 1, 0 ve 0’da kodlar. Bu sayede normal bilgisayarlardan çok daha hızlı ve güçlüdür.
Süper Hassas Mikroskoplar
Dünya’nın ilk dolaşıklık ile güçlendirilmiş mikroskopları Japonya’da yapıldı. Bunu üretmek için fotonlar kullanıldı. Bu sayede elde edilen bilgi katlanarak arttı. Çünkü dolaşık fotonlardan birini ölçmek, diğeri hakkında da bilgi verir.
Biyolojik Pusulalar
Kuantum mekaniğini yalnız insanlar kullanmaz. Avrupa kızılgerdanı olarak adlandırlan küçük kuşlar göç ederken, sürüden ayrılmamak için ışığa duyarlı kriptokrom ismindeki proteinden yararlanırlar. Bunlar birbirine dolaşık elektronlar barındırır.
Kuantum Mekaniği ile Yeraltına Eşlemek
Bu cihazlarda, serbest düşen atomlar, farklı yerlerde Dünya’nın yerçekimindeki ince varyasyonları ortaya çıkarır. Bu varyasyonlar, sensörün altındaki malzeme yoğunluğundaki farklılıkları yansıtarak, enstrümanın (cihazın) etkin bir şekilde yeraltına bakmasını sağlar. Bu makinelerden birinin bir yeraltı tünelinin küçük yerçekimi imzasını ortaya çıkardığını bildirdi.
Çevre Dostu Kuantum Sensör
Son derece hassas manyetik alan sensörlerine yeni bir yaklaşım, önceki cihazların ölçümlerini yapmak için güvendiği güce aç lazerleri ortadan kaldırıyor ve onları güneş ışığıyla değiştiriyor. Lazerler, parlak bir ampulün yanmasını sağlamak gibi 100 watt kadar güç tüketebilir. Yenilik, kuantum sensörlerini bu enerji ihtiyacından potansiyel olarak ayırır. Araştırmacılar, Physical Review X Energy’nin yaklaşan bir sayısında, teknolojinin ön saflarında yer alan çevre dostu bir prototipin ortaya çıktığını bildirdi.
Yazan: Selim ÖZTEMEL