Amerika Birleşik Devletleri ve Çin’den fizikçiler, “kuantum izleri” olarak adlandırılan egzotik kuantum nesnelerinin kullanılmasıyla mümkün kılınan, rekor uzunlukta bir ömre sahip yeni bir tür süper iletken kübit yarattılar. Bu, Arizona Eyalet Üniversitesi’nin (ASU) basın servisi tarafından bildirildi.
“Bu nesnelerin uygulanması, kuantum hesaplamanın geliştirilmesindeki ana sorunun üstesinden gelmemize yardımcı olacaktır. Kuantum bilgisayarların çalışması için uzayda bir noktada çok sayıda kuantum biti toplamamız gerekir, ancak kübitlerin birbirleriyle etkileşimleri gürültü seviyesinde keskin bir artışa yol açar. Sonuç olarak, durumları çok kısa bir sürede, yaklaşık 10 nanosaniyede bozulur.,” dedi ASU profesörü Lai Yingcheng.
Sözde “kuantum izleri”, 1984 yılında ünlü Amerikalı fizikçi Eric Heller tarafından keşfedilen egzotik kuantum nesneleridir. Bunlar, önemli bir süre dengede olmayan bir durumda kaldıktan sonra bile kendiliğinden orijinal durumlarına dönen paradoksal kuantum sistemleridir.
2017 yılında Rus-Amerikalı fizikçi Mikhail Lukin ve meslektaşları tarafından soğuk atomlara dayalı olarak yarattıkları bir kuantum bilgisayar üzerinde yapılan deneyler sırasında “kuantum izleri”nin bir biçimi keşfedildi. Bu keşif, kuantum sensörik ve metroloji alanında “kuantum izlerinin” kullanımına büyük bir ilgi yarattı.
Profesör Lai Yingcheng ve meslektaşları, Profesör Lukin ve meslektaşları tarafından keşfedilen kuantum nesnelerinin, süper iletkenlere dayalı kuantum bilgisayarların ana dezavantajlarından birini ortadan kaldırmak için kullanılıp kullanılamayacağını merak ettiler – çok sayıda süper iletken kübitin yan yana yerleştirilememesi nedeniyle. tipik ömür boyu kuantum bellek hücrelerinde hızlı bir düşüşe.
Bilim adamlarının açıkladığı gibi, “kuantum izlerine” olan ilgileri, bu egzotik nesnelerin çevredeki yüksek düzeyde kaosta yüksek düzeydeki kararlılığının, potansiyel olarak süper iletken kübitleri birbirleriyle rastgele etkileşimleri.
Bu fikirden yola çıkan fizikçiler, 30 kubite dayalı süper iletken bir kuantum bilgisayarın işleyişini, kuantum bellek hücrelerinin etkileşimlerinin “kuantum izlerinin” doğmasına yol açacak şekilde değiştirdiler. Daha sonraki deneyler, bu yaklaşımın kuantum bitlerinin ömrünü yaklaşık 300-400 nanosaniyeye çıkardığını gösterdi; bu, bu tür karmaşık sistemler için hala bir rekor.
Müteakip deneyler, araştırmacıların umduğu gibi, kübitlerin engelsiz çalışma süresini birkaç kat daha artırmalarına yardımcı olacaktır. Bu, çok sayıda işlemle karmaşık hesaplamalar yapmak için süper iletken kuantum bilgisayarları kullanmayı ve kuantum parçacıkları dünyasında hala bizim için bilinmeyen fenomenleri aramayı mümkün kılacaktır.