Bilim İnstagram AKINSOFT 21 Eylül 2021 (0) (94)

Bükülmüş ışıktan kuantum bilgisayara ilk adım

Bükülmüş ışık, çığır açan kuantum bilgisayar çipi oluşturabilir mi?

Kuantum bilgisayarlar, geleneksel bilgisayarlardan çok daha yüksek performans gösterme potansiyeline sahip. Ancak şimdilik çoğunlukla laboratuvarlar ve büyük deneysel kurulumlarla sınırlı. Japon araştırmacılar, ışığı oda sıcaklığında “bükmenin” bir yolunu bularak, daha erişilebilir kuantum hesaplama cihazlarına doğru bir adım attılar.

Bazı kuantum bilgisayar türleri, fotonları veri taşıyan parçacıklar olarak kullanır. Bilgileri bu fotonlara kodlamak için, bir cihazdaki elektronlar, sıfır veya biri temsil eden belirli bir duruma manipüle edilir. Bu elektronlar daha sonra belirli ışık yayan malzemelerle etkileşime girdiğinde, bu bilgiyi depolayıp iletebilen fotonlara iletirler.

Kuantum bilgisayarlarda veri kodlamanın ortaya çıkan bir yöntemi, vadi polarize ışık olarak bilinen şeydir. Esasen elektronlar, aralarında enerjilerinin düşük olduğu “vadiler” ile birkaç farklı enerji bandında bulunabilirler. Bu vadilerdeki elektronlar bir cihazda ışık ürettiğinde, kuantum bilgi depolama ve iletimi için güçlü potansiyele sahip, sola veya sağa bükülebilen (kiralite olarak bilinen bir özellik) dairesel bir polarize ışık modeli oluştururlar.

Sorun şu ki, bu tür bükümlü, kiral, vadi polarize ışık genellikle yalnızca güçlü mıknatıslar ve mutlak sıfıra yaklaşan sıcaklıklar kullanılarak üretilebilir ve bu nedenle büyük laboratuvar kurulumları alanında kalır. Ancak yeni çalışmada, Nagoya Üniversitesi’nden araştırmacılar, bu ışığı mıknatıs olmadan oda sıcaklığında üretmenin bir yolunu buldular.

İlk deneylerde araştırmacılar, ışığı -193 °C’ye (-315 °F) kadar düşük sıcaklıklarda üretmek için yarı iletken bir cihaz oluşturdu. Cihazın bazı bölümlerinde kiral ışığın daha yüksek sıcaklıklarda üretildiğini gözlemlediler, ancak yalnızca sentez sırasında substratın gerildiği yerlerde. Substratın gerilmediği yerde, sıcaklık büyük ölçüde düşene kadar kiral ışık üretilemezdi.

Çalışma ekibi gerilim bir rol oynadığı hipotezini test etmek için daha sonra plastik bir alt tabaka üzerinde tungsten disülfürden yapılmış yeni bir cihaz oluşturdu. Malzemeye gerilim uygulamak için cihazı büktüler ve gerilimle aynı yönde bir elektrik akımı ürettiğini keşfettiler. Bu da oda sıcaklığında vadi polarize ışık üretti. Işığı ters yönde hareket ettirmek için bir elektrik alanı uygulanabilir.

Çalışmanın başyazarı Taishi Takenobu, “Gergin tek katmanlı yarı iletkenleri kullanmamız, oda sıcaklığında elektriksel olarak üretebilen, sağ ve sol elle dairesel polarize ışığı değiştirebilen bir ışık yayan cihazın ilk gösterimidir” diyor.

Araştırmacılar, bu atılımın daha güçlü tüketici düzeyinde kuantum bilgi işlem cihazlarına yol açabileceğini söylüyor. Gelecekteki çalışmalar, bu olasılığa doğru ilerlemek için sistemi optimize etmeye odaklanacaktır.

Benzer Yazılar