Aalto Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, basit bir deney düzeneği kullanarak kübitlerde termal enerji kaybını keşfetti ve kuantum bilgisayarlardaki süper iletken kübit tutarlılık kaybı hakkında bilgi verdi.
Süper İletken Kübit Eşevreliliği Kaybını Ölçmek
Uluslararası bir işbirliği ekibiyle çalışan Aalto Üniversitesi fizikçileri, süper iletken kübit tutarlılık kaybının kübiti tutan elektrik devresindeki termal dağılım olarak doğrudan izlenebileceğini teorik ve deneysel olarak gösterdiler. Kübitlerin (kuantum bitleri) temel yapı taşları olan süperiletken Josephson bağlantıları, en güçlü kuantum bilgisayarların ve ultra hassas dedektörlerin kalbinde yer alıyor. Adından da anlaşılacağı üzere bu kübitler ve devreleri son derece verimli elektrik iletkenleri olarak karşımıza çıkmakta.
Taramalı elektron mikrografı, grubun tek bir Josephson kavşağına sahip deney düzeneğini gösteriyor. / Kredi: Pico Araştırma Grubu, Aalto Üniversitesi
Kübitlerde Termal Enerji Kaybını Anlamak
“Yüksek kaliteli kübitlerin yapımındaki hızlı gelişmeye rağmen hala çözülmemiş önemli bir soru var: Bu termal dağılım yani kübit bozunmasının nasıl gerçekleştiği.” Çalışmanın ilk yazarı Bayan Karimi, Aalto Üniversitesi’ndeki Pico araştırma grubunda doktora sonrası araştırmacı olarak görev yapıyor.
Pico araştırma grubunu yöneten Aalto Üniversitesi profesörü Jukka Pekola, “Grubumuzun kuantum termodinamiği alanındaki uzmanlığına dayanarak bu kaybı ölçmek için uzun süredir yöntemler geliştiriyoruz” diye belirtiyor.
Fizikçiler kuantum cihazları teknolojisini mükemmelleştirme arayışında daha verimli kübitler için çabalarken, bu yeni bulgular araştırmacıların kübitlerinin nasıl bozulduğuna dair daha derin bir anlayış kazanmalarını sağlıyor. Kuantum hesaplama açısından, daha uzun tutarlılık sürelerine sahip kubitler daha fazla işleme izin vererek geleneksel hesaplama ortamlarında gerçekleştirilemeyen daha karmaşık hesaplamalar yapılmasını sağlar.
Termal Yayılımla Kaybedilen Enerjiyi İzlemek
Yakın aralıklı iki süper iletken malzemenin voltaj uygulanmadığında bile bir akımı desteklemesini sağlayan Josephson etkisi, süper akım iletimini mümkün kılıyor. Araştırma sonucunda daha önce bilinmeyen enerji kaybı, kübitlerde başlayan ve uçlardan aşağı doğru yayılan ısı radyasyonuna bağlanabilir.
Plajdaki birini ısıtan bir şenlik ateşini düşünün: ortamdaki hava soğuk kalır, ancak kişi ateşten yayılan sıcaklığı hisseder. Karimi’ye göre buna benzer bir tür radyasyon kübitlerde bu tip bir dağılmaya neden oluyor. Bu kayıp yüzlerce Josephson kavşağından oluşan devasa dizilerle çalışan fizikçiler tarafından daha önce gözlemlenmişti. Bir telefon oyunu gibi bu bağlantılardan biri diğerlerinin dengesini bozuyor gibi görünüyor.
Basit Deney Düzeneği Büyük Sonuçlara Yol Açıyor
Karimi, Pekola ve ekip, deneylerini bir dizideki bu çok sayıda kavşakla formüle ederek başladılar, daha sonra geriye doğru giderek daha temel testlere doğru ilerlediler. Son deney düzenekleri tek bir Josephson kavşağındaki voltajı değiştirmenin etkilerini ölçmeyi içeriyordu. Bu bağlantıdan her faz geçişinde yayılan çok zayıf radyasyonu, ultra hassas bir termal emici takarak 100 gigahertz’e kadar geniş bir frekans aralığında pasif olarak ölçebildiler.
Kuantum Hesaplamayla İlişkili Bu Yazılarımıza da Göz Atabilirsiniz;
Haberin kaynağı: scitechdaily.com/finally-revealed-the-surprising-cause-of-qubit-decay-in-quantum-computers/
Derleyen: Erdem Gözay
