Fizikçiler, Kuantum İnternet Teknolojisine Bizi yaklaştıran Bir Adım Daha Attılar

Kuantum bilgisayarlar ve kuantum ağları devasa potansiyellerini yerine getirmeden önce, bilim insanlarının üstesinden gelmesi gereken birkaç sorun var - ancak yeni bir çalışma, bu sorunlardan birine olası bir çözümün ana hatlarını çiziyor.

Son araştırmalarda, mevcut klasik bilgi işlem bileşenlerimizin yapıldığı silikon malzeme, kuantum bitlerini depolama potansiyeli gösterdi.

Bu kuantum bitleri - veya kübitler - bir sonraki seviye kuantum hesaplama performansının anahtarıdır ve çeşitli türlerde karşımıza çıkarlar.

Silikon kübitler, fizikçilerin zaman içinde daha gelişmiş ve daha kararlı hale getirmeyi başardıkları bir türdür, ancak bunları bir ölçekte birbirine bağlama sorunu da vardır. Yeni araştırmanın gösterdiği şey, silikondaki – T merkezleri olarak bilinen – belirli kusurların, kübitler arasında fotonik (veya ışık tabanlı) bağlantılar olarak hareket edebildiğidir.

Kanada'daki Simon Fraser Üniversitesi'nden kuantum fizikçisi Stephanie Simmons, "Yüksek performanslı spin kübitlerini ve optik foton üretimini birleştiren T merkezi yayıcı, ölçeklenebilir, dağıtılmış, kuantum bilgisayarlar yapmak için idealdir" diyor. "Biri işleme ve diğeri iletişim için olmak üzere iki farklı kuantum teknolojisini arayüzlemek yerine, işlemeyi ve iletişimi birlikte idare edebilirler."

Başka bir deyişle, daha verimli bir sistemdir ve muhtemelen inşa edilmesi daha kolay olan bir sistemdir. Araştırmacılar, bu tür bir kuantum parçacık aktivitesinin silikonda optik olarak ilk kez gözlemlendiğini bildirdiler.

Bunun başka bir faydası daha var: T merkezleri, mevcut fiber iletişim ve telekom ekipman ağları tarafından kullanılan aynı dalga boyunda ışık yayar. Bu, kuantum internet teknolojisini yaymayı daha kolay hale getirecektir.

Simmons, "T merkezleriyle, doğal olarak diğer işlemcilerle iletişim kuran kuantum işlemciler oluşturabilirsiniz" diyor. "Silikon kubitiniz, veri merkezlerinde ve fiber ağlarda kullanılan aynı bantta fotonlar (ışık) yayarak iletişim kurabildiğinde, kuantum hesaplama için gereken milyonlarca kubiti bağlamak için aynı faydaları elde edersiniz."

Araştırmacılar, bu küçük cihazların her birinin ayrı ayrı ele alınabilecek ve kontrol edilebilecek az sayıda T merkezine sahip olduğunu doğrulamak için özel mikroskopi teknikleri kullanarak silikon sistemler üzerinde on binlerce küçük 'mikropuck' üretti.

Yapılması gereken daha çok iş var – düzgün bir şekilde kullanılabilmeleri için kübitlerin daha güvenilir ve daha doğru hale getirilmesi gerekiyor – ancak bu araştırma bizi kuantum bilişim geleceğine önemli bir adım daha attırıyor.

Bu gelecek silikona dayanabilirse, o zaman zaten yıllarca üretim uzmanlığımız ve ihtiyaç duyacağımız ekipmana sahibiz ve bu da kuantum hesaplamaya daha yumuşak bir geçiş anlamına geliyor.

Simmons, "Silikonda kuantum hesaplama işlemcileri yaratmanın bir yolunu bularak, kuantum üretimi için yepyeni bir endüstri yaratmak yerine, geleneksel bilgisayarları üretmek için kullanılan tüm yıllara dayanan geliştirme, bilgi ve altyapıdan yararlanabilirsiniz" diyor.

Araştırma Nature'da yayınlandı.