Bu Süper İletken, Tamamen Farklı Bir Kuantum Bilgisayar Türünün Anahtarı Olabilir

Kuantum alanındaki çalışmaların tam olarak gerçekleşmesi için birkaç büyük bilimsel sıçrama yapmak zorundayız -slikona benzer özellikler gösteren süper iletkende buna dahil. Araştırma ekibi, araştırmalarında sona yaklaştıklarını düşünüyor.
Yeni araştırmalara göre, bileşik uranyum ditellurid (UTe2) tanıtılmasıyla -aynı anda iki durumda olabilen süper güçlü kuantum bitleri ya da diğer adıyla kübit ile mantık devreleri oluşturmak için kullanılabilineceğini söylüyorlar

İlgili: Kuantum Nedir?
Kuantum fizikçilerinin şu anda karşı karşıya kaldığı en büyük sorunlardan biri, bu kübitleri onlarla gerçek bir bilgi sağlamak ve işlem yapmak için yeterince uzun süre operasyonel ve istikrarlı tutmaktır. Ama bilinen bir gerçek ki kuantumda her an her şey olabilir.
UTe2’yi bir süper iletken olarak öne çıkaran şey, manyetik alanlara karşı güçlü direncidir.
Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nden ( National Institute of Standards and Technology -NIST-) fizikçi Nick Butch,” Bu potansiyel olarak kuantum bilgi çağının silikonudur ” diyor. “Verimli bir kuantum bilgisayarın kübitlerini oluşturmak için uranyum ditellurid kullanabilirsiniz.”
Butch ve meslektaşları, çeşitli uranyum bazlı mıknatısları araştırırken UTe2’nin kuantum dostu özelliklerine rastladılar. İlk düşünce, UTe2’nin düşük sıcaklıklarda manyetik hale gelmesiydi – ve bu gerçekleşmezken, bileşik bir süperiletken haline geldi.
ilgili: Mıknatıslar Hakkında 9 Bilinmeyen Bilgi
Teknik olarak, uranyum ditellurid, diğer birçok süperiletken gibi bir spin singletinden çok bir spin tripletidir. Bu, Cooper çiftlerinin¹ -düşük sıcaklıklarda birbirine bağlanan elektronların-farklı şekilde yönlendirilebileceği anlamına gelir.
Fizikte bu tarz karmaşıklıklar yaşanılabilir ancak burada önemli olan nokta, bu özelliklerin Cooper çiftlerinin muhalefetten çok paralel olarak hızalanabileceği ve UTe2 ‘nin dışardan gelen tehditlere karşı kendini koruması gerektiğidir (kuantum tutarlılığına yönelik tehditler).

Döndürme üçlü süper iletkeninin faydalarını vurgulayan “tuhaf bir örnek”. (N. Hanacek / NIST)

‘Bu paralel dönüş çiftleri bilgisayarın işlevsel kalmasına yardımcı olabilir,” diyor Butch. “Kuantum dalgalanmaları nedeniyle kendiliğinden çökemez.”
Kuantum hesaplamanın bir baş döndürücü olmasının nedenlerinden biri, bunun için birkaç olası yaklaşım olmasıdır ve bilim adamları hangisinin en iyi (veya hiç) çalışacağından henüz emin değildir.
Ute2 ‘yi bu şekilde kullanmak, şu ana kadar diğer seçenekler kadar araştırılmamış bir yaklaşım olan topolojik kuantum hesaplama yaklaşımında kullanılacaktır. Esasen bu sistem, aslında var olmayan bir tür quasiparticle’da kübit’leri kodlamayı amaçlamaktadır.

Topolojik kuantum hesaplama

Topolojik kuantum hesaplamanın çoğu hala varsayımsaldır, ancak büyük avantajı – Eğer gerçekten işe yarıyorsa-tutarlı ve istikrarlı kalması için aynı düzeyde kuantum hatası düzeltmesini gerektirmemesidir.
Bu bize diğer kübitleri kullanmadan tek bir kübitle hatamızı düzeltme imkanı verebilir.

Bu Süper İletken, Tamamen Farklı Bir Kuantum Bilgisayar Türünün Anahtarı Olabilir

Topolojik kuantum hesaplamanın kendi zorlukları vardır ve hala genel amaçlı bir kuantum bilgisayardan çok uzaktayız, ancak doğru yönde çok önemli bir adım attık– gördüğümüz diğer birçok heyecan verici gelişme gibi.
Ve ekip, uranyum ditelluride’nin hem kuantum hesaplama hem de genel olarak süperiletkenleri keşfetmek açısından birkaç tane daha sırrı olduğunu düşünüyor.
“Süper iletken araştırmasının önemli bir amacı, süperiletkenliği yeterince iyi anlayabilmek ve keşfedilmemiş süperiletken materyalleri nerede arayacağımızı bilmektir.”
“Şu anda bunu yapamayız. Onlar hakkında neler biliyoruz? Bu malzemenin bize daha fazlasını anlatacağını umuyoruz.”
Cooper çifti¹: Yoğun madde fiziğinde, Cooper iletken çifti veya bina kontrol sistemi iletken çiftinin belli koşullarda düşük sıcaklıkla sınırlanmasının elektron iletkeni olduğu ilk kez 1956 yılında Amerikalı fizikçi Leon Cooper tarafından tanımlanmıştır.