Kuantum hesaplama sistemleri hakkında bugünlerde hayli fazla şey ortaya çıkıyor. Lakin şimdi büyük ölçekli hesaplamalar yapabilen, tamamen çalışır durumda, güçlü bir kuantum bilgisayar inşa edilmiş değil. Bunun en büyük nedeni kuantum bilgisayarları serin tutacak teknolojiye sahip olmamamız. Fakat Lozan’daki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü‘ndeki (EPFL) araştırmacılar, 2D kuantum soğutma sistemi ile bu manisi aşarak bir ihtilali başlatıyor.
Kuantum hesaplamada önemli gelişme Kuantum bilgisayarların en temel üniteleri olan kübitlerin (geleneksel bilgisayarlardaki 1 ve 0’lar gibi düşünülebilir ama her iki muhtemellikte da olabilirler) çalışabilmesi için -273 derece yani mutlak sıfır sıcaklığına ihtiyaç duyuluyor. Bu, uzayın derin bölgelerindeki sıcaklıklardan bile daha soğuktur. Lakin, bu kadar düşük sıcaklıklara ulaşmadan bir kuantum sisteminin çalışmasını sağlamak en azından şimdilik mümkün değil. Dünyada çeşitli araştırmalarda mutlak sıfır sıcaklığına ulaşabiliyoruz lakin kuantum bilgisayarlarda bu sıcaklığın sürekliliği çok önemli. Kübitleri soğutacak kadar güçlü bir aygıt yapsanız bile başka bir büyük zorluk daha var. Kuantum devrelerinin ve kübitlerin çalışmasını sağlayan birçok elektrikli bileşen daima olarak ısı üretiyor ve bu da ultra düşük sıcaklıkların korunmasını zorlaştırıyor. Birçok klâsik kuantum soğutma yöntemi, bu çeşit elektrikli bileşenleri kuantum devrelerinden ayırmayı içeriyor. Bu da haliyle kuantum bilgisayarları sadece laboratuvar ortamlarına sıkıştırıyor.
Şöyle düşünün; Serin bir odada elinizde bulunan bir oyun bilgisayarı ile hiç durmadan oyun oynuyorsunuz. Bilgisayar çalıştıkça soğutması olmasına rağmen bir noktaya kadar ısınacak ve bu ısı zaman içerisinde odanın da sıcaklığını artıracak. Kuantum hesaplama sistemlerinde kübitleri daima serin tutacak bir sistem yoktu. Lakin EPFL araştırmacıları bu soğutmayı sağlayacak bir aygıt geliştirdi.
Çözüm 127 yıllık bir fenomende yatıyor EPFL araştırmacılarının geliştirdiği 2D kuantum soğutma sistemi ilginç bir şekilde 127yıllıkNernst tesirinden yararlanıyor.
Bu etki sayesinde aygıt, sıcaklığı değişen bir objeye dik olarak manyetik alan uygulandığında elektrik voltajı üretiyor. Laboratuvardaki aygıtın iki boyutlu yapısı (birkaç atom kalınlığında), bu sistemin verimliliğinin elektriksel olarak kontrol edilmesini sağlıyor. Bu kadar düşük sıcaklıklarda ısıyı tansiyona dönüştürmek genellikle son derece zordur lakin yeni aygıt ve Nernst etkisi bunu mümkün kılarak kuantum teknolojisindeki kritik bir boşluğu doldurmuş oldu. Araştırmacılar 2D aygıtı yüksek elektrik iletkenliği ile bilinen grafen ve eksiksiz yarı iletken özellikler sunan indiyum selenit kullanarak inşa etti. Nernst etkisiyle bir araya getirilen soğutma sistemi sayesinde kuantum sistemi, daima ve yönetilebilir bir şekilde soğutulabiliyor.
Geliştirilen 2D aygıt aynı zamanda başarılı bir şekilde de test edildi ve -273 derecede ısıyı elektriğe dönüştürmeyi başardı. Araştırma ekibi aygıtlarının mevcut düşük sıcaklık kuantum devrelerine entegre edilebileceğini söylüyor. Ayrıca kolayca elde edilebilen elektronikler kullanıyor. Dolayısıyla pahalı olmayan seri üretim mümkün görünüyor.
20:44
