Kuantum bilgisayarlar, geleneksel bilgisayarlardan çok daha iyi performans gösterme potansiyeline sahip olsa da şimdilik sadece laboratuvarlar ve büyük deneysel kurulumlar tarafınca kullanılıyor. Japon bilim insanları, ışığı oda sıcaklığında bükmenin bir yolunu buldu ve daha erişilebilir kuantum hesaplama cihazları üretme yolunda büyük bir adım attı.
Nagoya Üniversitesi araştırmacıları tarafından ortaya koyulan bulgular, optik kuantum bilgi işlemede kullanılabilecek malzeme ve cihaz yöntemlerinin geliştirilmesi için umut vadediyor.
Foton adı verilen parçacıklar, verileri depolamak ve taşımak için kullanılabilecek özelliklere sahip. Bunun gerçekleşmesi için bilgi önce elektronlarda depolanıyor, sonrasında madde ile etkileşime girerek veri taşıyan fotonlar üretiyor. Böylece bilgi, tıpkı bilgisayarların bit’lerinde 0 ve 1 şeklinde depolandığı gibi, bir elektronun dönüş yönünde kodlanabiliyor. Veriler, elektronlar bir atomun yörüngesinde dönerken hareket eden enerji bantlarında bulunan vadileri işgal ettiğinde de saklanabiliyor. Bu vadilerdeki elektronlar bir cihazda ışık ürettiğinde, kuantum bilgi depolama ve iletimi için güçlü bir potansiyele sahip, sola veya sağa bükülebilen dairesel bir polarize ışık modeli oluşturuyor.
Mutlak sıfıra yaklaşan sıcaklığa ihtiyaç var
Bu noktada ise bir problem ortaya çıkıyor. Bu tür bükümlü ışıklar, genellikle yalnızca güçlü mıknatıslar ve mutlak sıfıra yaklaşan sıcaklıklar kullanılarak üretilebiliyor. Bu nedenle sadece büyük laboratuvarda kullanılabiliyor. Bununla birlikte, bu yeni çalışmada, Nagoya Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından bu ışığı mıknatıs kullanmadan oda sıcaklığında üretmek için bir alternatif geliştirildi.
İlk deneylerde ekip, ışığı -193 °C’ye kadar düşük sıcaklıklarda üretmek için yarı iletken bir cihaz oluşturdu. Cihazın bazı bölümlerinde, kiral ışığın daha yüksek sıcaklıklarda üretildiğini gözlemlendi. Ayrıca, kiral ışık sentez sırasında sadece substratın gerildiği yerlerde meydana geldi. Araştırma sonuçlarına göre substratın gerilmediği yerde ise sıcaklık büyük ölçüde düşene kadar kiral ışık üretilemedi.
Polarize ışık üretildi
Proje ekibi daha sonra, gerilimin bu işlemler sırasında aktif bir rol oynadığı hipotezini test etmek için plastik bir tabaka üzerinde tungsten disülfürden yapılmış yeni bir cihaz icat etti. Ekip, malzemeye gerilim uygulamak için cihazı büktü ve gerilimle aynı yönde bir elektrik akımı ürettiğini buldu. Böylece oda sıcaklığında polarize ışık üretildi. Malzemeye bir elektrik alanı uygulamak ise kiral ışığın bir yönde hareket etmesini sağladı.
Çalışmayı yöneten Taishi Takenobu, konuya ilişkin yaptığı açıklamada; gergin, tek katmanlı, yarı iletkenleri kullanmanın oda sıcaklığında sağ ve sol elle dairesel polarize ışığı elektriksel olarak üretebilen ve değiştirebilen bir ışık yayan cihazın ilk gösterimi olduğunu söyledi.
Kaynak: https://newatlas.com/computers/twisted-light-quantum-computer/
