Kuantum bilgisayarlar için kritik adım: Atom çekirdekleri arasında iletişim sağlandı

UNSW araştırmacıları, silikon çiplerde fosfor atomlarının çekirdek spinlerini kullanarak kuantum bilgi taşıyan en izole parçacıkları birbirine bağlamayı başardı. Bu gelişme, ölçeklenebilir kuantum bilgisayarların önünü açıyor.

KUANTUM BİLGİSAYARLARDA EN BÜYÜK ENGEL

Kuantum bilgisayar mühendisleri, iki zıt gereksinimi dengelemeye çalışıyor: Hesaplama elemanlarını dış gürültüden korumak ve aynı zamanda anlamlı işlemler için etkileşim kurmalarını sağlamak. Bazı donanımlar hızlı işlem yaparken gürültüye açık, bazıları ise iyi yalıtılmış ama ölçeklenmesi zor. UNSW ekibi, fosfor atomlarının çekirdek spinlerini kullanarak bu soruna çözüm arıyor.

YENİ YÖNTEM: ELEKTRONLARLA ‘TELEFON HATTI’

Araştırmacılar, atom çekirdeklerini doğrudan yan yana getirmek yerine elektronlar aracılığıyla iletişim kurmalarını sağladı. Elektronlar, uzayda yayılabilme özellikleri sayesinde birbirine temas edebiliyor ve her biri bir çekirdeğe bağlı olduğunda çekirdekler arasında bilgi aktarımı mümkün oluyor. Deneyde çekirdekler arasındaki mesafe 20 nanometreydi — bu, modern silikon çiplerin üretim ölçeğiyle aynı.

MEVCUT TEKNOLOJİYLE UYUMLU

Bu yöntem, mevcut yarı iletken üretim süreçleriyle uyumlu olduğu için büyük bir avantaj sağlıyor. UNSW ekibi, ultra saf silikon plakalar üzerinde fosfor atomlarını konumlandırarak çalışmayı gerçekleştirdi. Böylece, kuantum bilgisayarların ölçeklenmesinin önündeki en büyük engellerden biri ortadan kalkmış oldu.

Araştırmacılar, bu yöntemin daha fazla elektron eklenerek genişletilebileceğini ve etkileşimlerin hassas şekilde kontrol edilebileceğini belirtiyor. Bu da, kuantum bilgisayarların seri üretime uygun hale gelmesi için kritik bir adım olarak görülüyor.