Kuantum bilgisayarların kullanışlı bir şekilde çalışmasındaki temel zorluklarından birisi sıcaklıktır. Labarotuvar ortamı tarafından sağlanmakta olan ultra düşük sıcaklıklar; şuan kuantum bilgisayarlardaki en büyük sorunlardan birisidir.
Şimdi bilim insanları kuantum hesaplamanın temel yapı taşları olan kubitleri elde etmek için yeni bir teknik buldular. Oda sıcaklığında kübit oluşturdular ve büyük bir adım gerçekleştirdiler.
Bugüne kadarki çoğu kübitler ; süper iletken malzemeler veya tek atomlar olarak çalışsa da ekip kübitleri tutmak için silikon karbür (SiC) malzemelerin kullanımını araştırdı – kübitlerin gerektiği gibi çalışmasını sağlamanın daha basit ve daha uygun maliyetli bir yolunu bulmak için-
İlginizi çekebilir: Kuantum Nedir? Kuantum hakkında bilinmeyenler
Atom seviyesinde değişiklikler
SiC daha önce bir kübit tutma malzemesi olarak araştırılmış olmasına rağmen asıl sorun; bu kübitlerin kullanılabilecek kadar kararlı hale getirilmesidir. Yeni araştırma ise formülün çalışması için gereken yapısal ince ayarları açıklamaktır.
İsveç’ teki Linköping Üniversitesi’ nden fizikçi Igor Abrikosov: “Bir kübit oluşturmak için; lazer kullanılarak kristal kafeslerde nokta hatası oluşturuluyor. Bir foton yayıldığında bu kusur ışık saçmaya başlıyor. Daha önce sırasıyla PL1′ den PL6′ ya adlandırılan SiC lüminesansında altı tepe noktasının gözlendiğini kanıtlamıştık. Bunun istifleme hatası adı verilen tek bir yer değiştirmiş atomik tabakanın yakınlarda göründüğü belirli bu kusurdan kaynaklandığını öğrendik. Kafes içinde iki boş pozisyon oluşması gibi ” diyor.
Bunun gibi atom seviyesinde değişiklikler daha önce denendi. Örneğin; geçen yıl araştırmacılar bir karbon atomunu bir nitrojen atomu ile değiştirerek oda sıcaklığında elmas kusurlarında çalışan kararlı kubitler elde edebildiler.
Silikon karbür elmastan daha bol ve daha ucuzdur. Bu da yeni araştırmayı bu kadar umut verici kılan şeydir. Bununla birlikte ekip bu fikri şimdiye kadar çok modellemiştir. Belki de kimyasal buhar birikimi kullanan gerçek deneyler hala gelmeye devam edecektir. Araştırmacılar zorlukların devam ettiğini kabul ederken 3D mühendisliğindeki son gelişmelerin; bu tür kusur inşaatı olasılığını her zamankinden daha uygulanabilir hale getirdiğini bildiriyorlar. Uzun bir yol olacak ama oraya varmaktayız.
Klasik bilgi işlem bitlerinin ikili 1′ lerinden ve 0′ larından farklı olarak; kubitler bir kerede birden fazla durumda olabilir. Potansiyel hesaplama gücünü katlanarak artırabilir ve günümüzün süper bilgisayarların bile zorlandığı sorunları çözme olasılığını artırabilir.
Bu çalışmanın bulguları kuantum bilgisayarlarda çok faydalı olacaktır. Ayrıca manyetometreler ve biyosensörler de dahil olmak üzere hassas bilimsel araçların geliştirilmesinde de uygulanabilir.
