Kuantum bilgisayarlar için yeni nesil sensör geliştirildi: Hatayı sıfırlayacak

Aalto Üniversitesi ve IQM araştırmacıları, kuantum donanımlarında kullanılabilecek 0,83 zeptojoule düzeyinde ultra düşük enerji sinyalini ölçmeyi başardı.

Kuantum bilgisayarların ticarileşmesinin önündeki en önemli engellerden biri, donanım bileşenlerinin dış etkenlere karşı son derece hassas olması. Kübitlerin kararlı biçimde çalışabilmesi için çok düşük sıcaklıklar, hassas ölçüm sistemleri ve düşük gürültülü donanımlar gerekiyor. Aalto Üniversitesi, Finlandiya merkezli kuantum şirketi IQM ve Finlandiya Teknik Araştırma Merkezi iş birliğiyle yürütülen çalışmada, kuantum ölçüm teknolojileri açısından önemli bir başarı elde edildi. Araştırma ekibi, 0,83 zeptojoule düzeyinde çok düşük enerjili bir elektromanyetik darbeyi ölçmeyi başardı. Zeptojoule, son derece küçük bir enerji birimi olarak biliniyor. Araştırmacılar, bu seviyedeki ölçümlerin kuantum bilgisayarlar için daha hassas ve düşük etkili okuma sistemlerinin geliştirilmesine katkı sağlayabileceğini belirtiyor.SÜPERİLETKEN KALORİMETRE KULLANILDIAalto Üniversitesi’nden Akademi Profesörü Mikko Möttönen liderliğindeki ekip, ölçüm için özel bir kalorimetre geliştirdi. Kalorimetre, ısı enerjisindeki çok küçük değişimleri algılayabilecek şekilde tasarlandı. Sensör, iki farklı metal türünden üretildi. Yapının bir bölümü normal iletkenlerden, diğer bölümü ise dirençsiz akım taşıyabilen süperiletkenlerden oluştu. Mikrodalga darbeleri sensöre yönlendirilerek, ultra düşük enerji düzeylerindeki değişimler ölçüldü. Möttönen, kullanılan metal kombinasyonunun süperiletkenliği çok hassas hale getirdiğini belirtti. Buna göre ultra soğuk iletkende sıcaklık çok az yükseldiğinde bile süperiletkenlik zayıflıyor ve bu durum kuantum düzeyinde hassas ölçüm yapılmasını mümkün kılıyor.0,83 ZEPTOJOULE SİNYAL TESPİT EDİLDİAraştırmacılar, sinyalin dikkatli biçimde filtrelenmesinin ardından yalnızca 0,83 zeptojoule enerjili elektromanyetik darbenin tespit edildiğini doğruladı. Bu sonuç, kalorimetrik ölçüm cihazları açısından ulaşılan en yüksek hassasiyet seviyelerinden biri olarak değerlendiriliyor. Çalışma, çok zayıf foton sinyallerinin ölçülmesi ve kuantum sistemlerinde daha az bozucu etkiye sahip okuma yöntemlerinin geliştirilmesi açısından önem taşıyor.KÜBİT OKUMA SÜREÇLERİNE KATKI SAĞLAYABİLİRYeni sensör mimarisi, kuantum bilgisayarların çalıştığı milikelvin seviyesindeki sıcaklıklarda kullanılabiliyor. Bu özellik, kübitlerin durumunu ölçerken sisteme daha az enerji verilmesini ve termal bozulmaların azaltılmasını sağlayabilir. Geleneksel ölçüm yöntemlerinde sinyalin güçlendirilmesi veya cihaz sıcaklığının yükseltilmesi gerekebiliyor. Bu işlemler, kuantum sistemlerinde hatalara yol açabiliyor. Yeni kalorimetre ise çok düşük enerjili sinyalleri algılayarak bu müdahaleleri azaltmayı hedefliyor. Araştırmacılar, geliştirilen teknolojinin kuantum bilgisayar donanımlarının güvenilirliğini artırabileceğini ve ölçeklenebilir sistemlerin geliştirilmesine katkı sunabileceğini belirtiyor.ASTROFİZİKTE DE KULLANILABİLİRFinlandiya Teknoloji Endüstrileri Yüzüncü Yıl Vakfı ile Jane ve Aatos Erkko Vakfı tarafından desteklenen çalışmanın, kuantum donanımlarının yanı sıra hassas parçacık ve astrofizik araştırmalarında da kullanılması hedefleniyor. Araştırmacılar, bu tür ultra hassas ölçüm sistemlerinin karanlık madde adaylarından aksiyonların tespiti gibi alanlarda da yeni deneysel imkânlar sunabileceğini değerlendiriyor.