İsviçre’deki EPFL Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, uzaydan bile daha soğuk olabilen iki boyutlu bir kuantum hesaplama sistemi geliştirdi. Bu yenilik, kuantum hesaplama alanında büyük bir ilerleme olarak bedellendiriliyor zira klâsik soğutma teknikleri bu alandaki gelişmeleri engelliyordu. Yeni teknoloji, mevcut kuantum bilgisayarlarına kolayca entegre edilebilen hazır kesimler kullanıyor.
EPFL’deki Nanoölçekli Elektronik ve Yapılar Laboratuvarı’nda (LANES) doktora öğrencisi olan Gabriele Pasquale, Soğuk bir ofisteki bir dizüstü bilgisayarı düşünün; dizüstü bilgisayar çalışırken yine de ısınır ve bu, odanın sıcaklığının artmasına neden olur diyor ve devam ediyor: Kuantum hesaplama sistemlerinde, kübitleri bu ısıdan koruyacak bir düzenek mevcut değil. Bizim aygıtımız, gerekli soğutmayı sağlayabiliyor. Kübitlerin fonksiyonunu sürdürebilmesi için -273 santigrat dereceye kadar soğutulması gerekiyor. Ancak, kuantum hesaplamayı yöneten elektronik aygıtlar, bu düşük sıcaklıklarda bile ısı üretmeye devam ediyor ve bu ısının dağıtılması zor bir sorun oluşturuyor.
Uzaydan Bile Daha Soğuk
Mevcut teknoloji, kuantum ve elektronik devreleri ayırırken, EPFL’nin yeni aygıtı üretilen ısıyı elektriğe dönüştürüyor. LANES’in iki boyutlu kuantum soğutma cihazı, testler sırasında 100 milikelvinlik soğutulmuş bir ortamda ısıyı voltaja dönüştürmeyi başardı; bu sıcaklık, uzaydan bile daha soğuk. Araştırma ekibi, bulgularını Nature Nanotechnology mecmuasında yayımladı.
Bu yenilikçi aygıt, grafenin harika elektriksel iletkenliğini, indiyum selenidin yarı iletken özellikleriyle birleştiriyor. Sadece birkaç atom kalınlığında ve iki boyutlu bir obje gibi davranıyor.
Bu eşsiz yapı, EPFL’nin yeni kuantum soğutma aygıtına üstün bir performans sağlıyor. Aygıt, Nernst tesirini kullanarak verimliliğini artırıyor. Nernst etkisi, bir objeye dik bir manyetik alan uygulandığında elektrik voltajı oluşturan bir termoelektrik olgudur. Aygıtın iki boyutlu olması, mühendislerin verimliliğini elektronik olarak ayarlamasına imkan tanıyor. Düşük sıcaklıklarda termogüç dönüşümü, akademik ve bilimsel alanda gereğince araştırılmamış bir konu. Bu yeni gelişme, bu alanda önemli bir adım olarak görülüyor. LANES ekibi, aygıtlarının mevcut düşük sıcaklıklı kuantum devrelerine entegre edilebileceğini belirtiyor. Ayrıca, kolayca elde edilebilen elektronik kesimler kullanıyor.
Nanoteknolojide Büyük İlerleme
Bu, yeni iki boyutlu kuantum soğutma sisteminin pahalı yükseltmelere gerek kalmadan mevcut kuantum hesaplama donanımına uygulanabileceği ve seri üretime geçilebileceği anlamına geliyor. Bu erişim kolaylığı, daha fazla laboratuvarın yakında sistemi kuantum bilgisayarlarına ekleyerek test etmesini sağlayacak. Pasquale, Bu bulgular nanoteknolojide önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor ve milikelvin sıcaklıklarında kuantum hesaplama için gerekli olan gelişmiş soğutma teknolojilerinin geliştirilmesi için umut vadediyor diyor ve ekliyor: Bu muvaffakiyetin gelecekteki teknolojilerde soğutma sistemlerinde devrim yaratabileceğine inanıyoruz.
22:26
