Kuantum interneti teknolojisinde büyük bir adım atıldı

Bilim insanları, kuantum verilerin iletimi için özel bir düzenek hazırladı (Imperial College London)
Bilim insanları, kuantum verilerin iletimi için özel bir düzenek hazırladı (Imperial College London)
TT

Kuantum interneti teknolojisinde büyük bir adım atıldı

Bilim insanları, kuantum verilerin iletimi için özel bir düzenek hazırladı (Imperial College London)
Bilim insanları, kuantum verilerin iletimi için özel bir düzenek hazırladı (Imperial College London)

Bilim insanları, kuantum interneti teknolojisinde büyük bir adım atarak ilk kez kuantum verisi depolamayı başardı. 

Birleşik Krallık'taki Imperial College London ve Southampton Üniversitesi'yle Almanya'daki Stuttgart ve Wurzburg Üniversitesi'nden araştırmacılar, ilk kez bir kuantum verisini farklı bir cihaza ileterek depoladı. 

İnternet ve telefon gibi klasik iletişim sistemlerinde veriler uzun mesafede kaybolabiliyor. Bunun önlenmesi içinse belirli aralıklarla yerleştirilen sinyal tekrarlayıcılar kullanılıyor. Bunlar sinyalleri okuyarak tekrar güçlendirip bir sonraki alıcıya gönderiyor.

Ancak kuantum bilgisayarlarında bilgi, tek bir atomun karşılık geldiği “kübit” (kuantum bit) üzerinden işliyor. Bu işlem, kuantum fiziğindeki "süperpozisyon" ilkesine dayanıyor. Söz konusu ilke bir atomun aynı anda iki veya daha fazla durumda var olabileceğini öngörüyor. 

Fakat bu özellik bir müdahale sorunu da yaratıyor. Atomaltı dünyada bir elektrona bağlı şekilde var olan bilgi, herhangi bir dış müdahalede bozulabiliyor. Dolayısıyla klasik telekomünikasyondaki sinyal tekrarlayıcıların kullanılması imkansız hale geliyor.

Bilimsel dergi Science Advances'da 12 Nisan'da yayımlanan çalışmada, kuantum internetinden iletilen veriler bir foton olarak tasarlandı. 

Araştırmacılar, kuantum verileri üreten cihazları birer arayüz haline getirmek için her iki makinenin de aynı dalga boyunu kullandığı bir sistem hazırladı.

Daha sonra oluşturulan bir kuantum noktası üzerinden dolaşık olmayan fotonlar üretildi. Bunlar da fotonları bir rubidyum atomu bulutu içinde depolayan bir kuantum bellek sistemine aktarıldı. Özel bir lazer sistemi, bu bellekte "aç-kapa" işlemi görerek fotonların depolanmasını ve isteğe göre karşı tarafa gönderilmesini sağladı. 

Araştırmada, bu iki cihazın dalga boyu günümüzde kullanılan telekomünikasyon ağlarıyla aynı dalga boyunda olacak şekilde geliştirildi. Dolayısıyla veriler, internet bağlantılarında kullanılan normal fiber optik kablolarla iletilebildi. 

Çalışmanın ortak başyazarlarından Sarah Thomas, araştırmaya dair şunları söyledi: 

İki önemli cihazı birbirine bağlamak kuantum ağını mümkün kılmak açısından çok önemli bir adım. Bunu gösterebilen ilk ekip olduğumuz için gerçekten heyecanlıyız.

Independent Türkçe, Science Daily, Phys.org



İnsan hücrelerinde yeni bir organel keşfedildi

Çalışmanın yazarlarından Seham Ebrahim organeli, boynunda atkı olan bir kardan adama benzetiyor (Virginia Üniversitesi)
Çalışmanın yazarlarından Seham Ebrahim organeli, boynunda atkı olan bir kardan adama benzetiyor (Virginia Üniversitesi)
TT

İnsan hücrelerinde yeni bir organel keşfedildi

Çalışmanın yazarlarından Seham Ebrahim organeli, boynunda atkı olan bir kardan adama benzetiyor (Virginia Üniversitesi)
Çalışmanın yazarlarından Seham Ebrahim organeli, boynunda atkı olan bir kardan adama benzetiyor (Virginia Üniversitesi)

Araştırmacılar insan hücrelerinin içinde yeni bir organel keşfetti. 

Tıpkı organlar gibi organeller de hücre içinde belirli işlevleri yerine getirmek üzere özelleşmiş yapıları ifade ediyor. Örneğin mitokondri enerji üretiminden sorumluyken, endoplazmik retikulum proteinleri taşımak gibi görevleri üstleniyor. 

Virginia Üniversitesi ve ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri'nden bilim insanları hücrelerin şeklini koruyan filamentleri incelerken, ürettikleri üç boyutlu görüntülerde sürekli karşılarına çıkan alışılmadık bir yapı olduğunu fark etti.

Bulguları hakemli dergi Nature Communications'ta yayımlanan çalışmada hücrede belirli bir görevi yerine getirdiği düşünülen bu yapının daha önce tanımlanmamış bir organel olduğuna karar verildi.

Bilim insanları hemifüzom (hemifusome) adını verdikleri yapının insan hücrelerindeki proteinlerin ayrıştırılması, geri dönüştürülmesi ve dışarı atılmasında rol oynadığını tahmin ediyor.

Ekip kullanılan görüntüleme tekniği veya organelin küçük boyutu nedeniyle bugüne kadar gözden kaçmış olabileceğini düşünüyor. Çapı yaklaşık 100 nanometre olan hemifüzomun boyutu, küçük bir mitokondrinin yarısı bile değil.

Kriyo-elektron tomografi (cryo-ET) denen bir teknik kullanan ekip, bu sayede hücrelerin net görüntülerini oluşturmayı başardı. Hücrelerin dondurulmasını içeren bu yöntem, biyolojik yapıların bozulmadan görüntülenmesini sağlıyor.

Bilim insanları daha önce gözlemlemedikleri bir vezikül yapısını inceliyordu. Balon benzeri yapılar olan veziküller, hücrelerin içinde ve hücreler arasında protein ve hormon gibi maddeleri taşıyor.

Çalışmada iki katmanlı bir yağ bariyeriyle ayrılan iki vezikülün birbirine kaynaştığı gözlemlendi. 

Makalenin yazarlarından Seham Ebrahim, "Biyofizik açısından bile bu bir dönüm noktası" diyerek ekliyor: 

Çünkü biyofiziksel olarak veziküllerin bu hemifüzyon durumunda var olabileceği her zaman tahmin edilse de canlı bir hücrede ilk kez görüldü.

Araştırmacılar hemifüzyon iki çift tabakanın kısmi birleşmesi anlamına geldiği için organele hemifüzom adını verdi.

Ebrahim, yeni keşfedilen organelin, veziküllerin "bağlandığı ve kargo aktardığı" bir "yükleme iskelesi" görevi gördüğünü söylüyor.

Taşıma sürecinde daha önce bilinmeyen bu adım, çeşitli genetik hastalıklar hakkında kritik bilgiler sağlama potansiyeline sahip. 

Ancak hemifüzomun hücredeki rolünün net olarak belirlenmesi için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. Bilim insanları daha sonra genetik bozukluklara karşı yeni tedaviler geliştirilebileceğini umuyor. 

Ebrahim, "Bu daha başlangıç" diyerek ekliyor: 

Artık hemifüzomların var olduğunu bildiğimize göre, sağlıklı hücrelerde nasıl davrandıklarını ve işler ters gittiğinde ne olduğunu sormaya başlayabiliriz. Bu bizi karmaşık genetik hastalıkların tedavisi için yeni stratejilere götürebilir.

Independent Türkçe, Live Science, IFLScience, Nature Communications