Kuantum Bilgisayarlar İçin İdeal Yapı Taşını Bulmaya Yakın Olabiliriz
Kuantum Bilgisayarlar İçin İdeal Yapı Taşını Bulmaya Yakın Olabiliriz

Halihazırda kuantum bilgisayarlarımız var, ancak şu anda teknolojinin muazzam potansiyelini tam olarak kullanacak kadar pratik, güvenilir veya yeterince büyük değiller.

Bu nihai hedefe yaklaşmak için bilim insanları, bir kuantum bilgisayar için ideal yapı taşı olabileceğini söyledikleri şey üzerinde çalışıyorlar.

Bu yapı taşlarına kübit denir. Herhangi bir zamanda 1 veya 0 depolayan klasik bilgisayar bitlerinin aksine, bu kübitler, bir kedinin hem canlı hem de ölü olabileceği ünlü Schrödinger düşünce deneyine çok benzer şekilde, aynı anda 0 ve 1 durumunda var olabilir.

Bu kuantum yeteneği, bilgi işlem gücünde üstel bir sıçrama vaat ediyor.

Bir kübit oluşturmanın çeşitli yolları vardır ve yeni araştırmada özetlenen vizyon, potansiyel olarak ideal bir kübite en yakın olanıdır, ancak bunun bir gerçeklik olması için hala alması gereken yollar var.

Donmuş neon gazının üzerine hapsolmuş tek bir elektrondan oluşur. Elektron daha sonra süper iletken bir kuantum devresi kullanılarak manipüle edilebilir.

Illinois'deki Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndan kuantum fizikçisi Dafei Jin, "Neon üzerinde elektron platformunun göreceli basitliği sayesinde, düşük maliyetle kolay üretime olanak tanıyabilir" diyor.

"Ufukta ideal bir kübit görünebilir."

Yeni kübit, bilim adamları tarafından belirlenen üç ana kriteri karşılıyor. Birincisi, kuantum tutarlılığı olarak bilinen, uzun bir süre boyunca sabit kalma ihtiyacı. Kuantum hesaplamada, uzun bir süre bir saniye civarındadır.

Bu durumda, ultra saf katı neon yüzey, parazite karşı çok dirençlidir. Elektronu bir vakumda hapsederek, elektron, eldeki görev ne olursa olsun kübitin manipüle edilmesi için yeterince uzun süre sabit kalabilir.

Kübitlerin ayrıca bir durumdan diğerine çok hızlı bir şekilde (saniyenin milyarda biri veya nanosaniye) değiştirilebilmesi gerekir. Son olarak, dolaşabilme yeteneğine sahip olmaları gerekir - bu, diğer kübitlerle kolayca bağlantı kurabilmeleri gerektiği anlamına gelir.

Tam kuantum hesaplamanın gücünü ve potansiyelini ortaya çıkaracak olan bu paralel çoklu kübit işlemleridir.

Yeni kübitin bir diğer önemli parçası, kübitin altındaki süper iletken tabanlı mikrodalga rezonatörüdür - kübitin durumunu okumak ve ne kadar iyi çalıştığını ölçmek için çok önemlidir.

Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndan Xianjing Zhou, "Bu platformla, şimdiye kadar ilk kez, vakuma yakın bir ortamda tek bir elektron ile rezonatördeki tek bir mikrodalga fotonu arasında güçlü bir bağlantı elde ettik" diyor.

"Bu, her elektron kübitini kontrol etmek ve birçoğunu bir kuantum işlemcide bağlamak için mikrodalga fotonları kullanma olasılığını açar."

Ama işin püf noktası bu – bu aşırı sıcaklık gereksinimleri, testlerin seyreltme buzdolabı adı verilen ve sıcaklıkları mutlak sıfırın (-273.15 santigrat derece veya -459.67 Fahrenhayt derece) üzerine çok az düşürebilen bilimsel bir cihazda yapıldığı anlamına geliyor.

Bunu akılda tutarak, henüz bu gibi kübitleri dizüstü bilgisayarların içine yerleştirebilecek aşamada değiliz. Ancak bu erken aşamada bile, tutarlılık açısından, kübit zaten on yıllardır geliştirilmekte olan alternatiflerle aynı seviyede performans gösteriyor.

Google, Microsoft ve IBM gibi şirketler kendi kübit tasarımlarıyla ilerliyorlar, ancak yeni teknolojinin arkasındaki araştırmacılar, buldukları çözümün şimdiye kadarki en umut verici çözüm olabileceğini düşünüyor.

Jin, "Bizim iddialı hedefimiz bu şirketlerle rekabet etmek değil, ideal bir platforma yol açabilecek temelde yeni bir kübit sistemi keşfetmek ve inşa etmektir" diyor.

Araştırma Nature'da yayınlandı.

Fizikist
Türkiye'nin Popüler Bilim Sitesi

0 yorum