Teknolojik gelişimin büyük bir hızla ilerlediği bu günlerde bilim kurgu filmlerindeki gibi bir hayata her geçen gün daha çok yaklaşıyoruz. İnsan görünümlü yapay zekadan tutunda bütün akıllı sistemlerin gelişimi yeni nesil bilgisayarlara bağlı. Geleceğin bilgisayarları olarak gösterilen kuantum bilgisayarları ise birçok bilim adamının ve yurt dışında birçok girişimcinin dikkatini çekmekte. Kuantum bilgisayarlarının ilerleyen zamanlarda normal bilgisayarların yıllar sürecek işlemlerini çok daha kısa sürede yapacağına inanılıyor.
Yapılan umut verici araştırmalardan bir tanesi Quantum Computation and Communication Technology Merkezi’nde bulunan Simmons grubundan geldi. PhD öğrencisi Prasanna Pakkiam’ın başrol aldığı bu çalışmada daha hassas kubit okuma yapıldı.
Hassas Kubit Okuma Nasıl Yapıldı?
Ekip, atomlardaki elektronlarda saklanan bilgilere erişmek için kompakt bir sensör oluşturdular. Bu da bizi silikon içeren, ölçeklenebilir kuantum bilgisayarlarına bir adım daha yaklaştırdı. Geliştirilen sistemde, elektrondan yapılan tekli yarı iletken atom bulunduran kubitler uzun süre stabil kalabiliyorlar. Bu kubitler, bireysel fosfor atomlarının silikon çip ile birlikte kapsüllenip tam konumlandırılmasıyla oluşturulmuştur. Ama büyük ölçekte forfor atomları arasındaki bağları kurmak ve bu yapıyı büyütmek kolay değildir.
Bir kubiti izlemek için bile fazlasıyla bağlantı ve lojik kapı oluşturmak gerekir. Bu fazla yer kaplayan bir durum ve ciddi bir dezavantaj. Bununla birlikte kubitlerin birbirleri ile iletişim kurabilmeleri için yüksek kalitede kubitlere ihtiyaç vardır. Bunun için olabildiğince az lojik kapının olması gerekmektedir.
Burada normal bir kuantum bilgisayarına nispeten daha az lojik kapıya ihtiyaç vardır. Çünkü normalde en az 4 lojik kapı bulunması gerekir (1 kontrol, 3 okuma için) ancak burada 2 lojik kapı yeterli olmaktadır (1 kontrol, 1 okuma). Bunu okuma sensörünü kontrol kapısına entegre ederek yapmışlardır.
Süper iletken bir devreyi kapıya entegre ederek kubitin kuantum durumunu daha hassas ölçmüşlerdir. Bu devre aracılığı ile bir elektronun iki komşu atom arasında hareket edip etmediğini belirleyerek kuantum durumunu ölçülmüştür. Bu ölçüm eş zamanlı ve tek bir çekimde yapılmaktadır.
Bu ve benzeri araştırmalar bizi geleceğin kuantum bilgisayarlarına adım adım götürmektedir.
Kaynak ve İleri Okuma:
- https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181126123337.htm
- P. Pakkiam, A. V. Timofeev, M. G. House, M. R. Hogg, T. Kobayashi, M. Koch, S. Rogge, M. Y. Simmons. Single-Shot Single-Gate rf Spin Readout in Silicon. Physical Review X, 2018; 8 (4) DOI: 10.1103/PhysRevX.8.041032
