Bilim insanları, kuantum enerjisini kontrol etmede ilerleme kaydettiklerini açıkladılar. Boş uzaydan enerji ışınlama ve daha sonra kullanmak üzere depolama için bir yöntem geliştirdiklerini bildiriyorlar.
Kuantum fiziği, atomlardan tamamen arındırılmış olsa bile uzayın asla boş olmadığını gösterir. Vakum gibi görünen boşluk, aslında kuantum alanlarındaki küçük dalgalanmalar olan sıfır noktası enerjisini içerir. Bu enerji dalgalanmaları, 2008 yılında Masahiro Hotta tarafından önerilen kuantum enerji ışınlaması (QET) yöntemiyle toplanabilir. Ancak, QET protokollerinin bir sorunu, ışınlanan enerjinin depolanamaması ve klasik cihazlara kaybolmasıydı.
Fizikçilerin “yarı-vakum” olarak adlandırdıkları durumdan enerji çıkarımı QET tekniklerinin odak noktasıdır. Gerçek bir vakumun genellikle tamamen boş olduğu düşünülse de vakum aslında kuantum fiziğine göre sıfır noktası enerjisini içerir. Bu enerji, bir kuantum sisteminin sahip olabileceği en düşük enerji seviyesi olmasına rağmen, dolanıklık aracılığıyla manipüle edilebilir.
Kuantum bilgisayarların temel birimleri olan dolanık kübitler kullanılarak iki mesafe arasında enerji ışınlama orijinal yöntemin bir parçasıdır. Standart QET senaryosunda kuantum bitinin ölçülmesiyle enerji durumu etkilenir ve bu bilgi iletilir. Dolanık kuantum bitinden enerji elde edilir ancak bu enerji çok az ve kırılgan olup kullanılmadan çevreye geri sızma riski taşır.
QET Protokolünün Kuantum Bilgisayarlarla Doğrulanması
Araştırmacılar, gelişmiş QET protokolünü test etmek için IBM’in süper iletken kuantum bilgisayarlarını kullanarak enerji ışınlama işlemini simüle etti ve gerçekleştirdi. Sonuçlar, teorik tahminlerle örtüştü, bu da protokolün uygulanabilir olduğunu gösterdi. Deneyler, klasik simülatörler yerine kuantum donanımı üzerinde yapıldı, teorik çalışmayı pratik uygulamaya daha yakın hale getirdi. Araştırmacılar, üçüncü kübitin eklenmesinin çıkarılan enerjiyi başarıyla depolaması sayesinde önceki QET protokollerinin sınırlamalarını aştığını belirtti.
Hotta, New Scientist’e verdiği demeçte, “Bu tür bir ışınlanmış enerji depolama teknolojisi gelecekte çok önemli olacak. Depolanan enerji, kuantum bilgisayarları ve diğer cihazlar gibi kuantum teknolojilerindeki diğer görevler için kullanılabilir.”
Enerji Işınlanması ile Kuantum Hesaplamaları Güçlendirme
Kuantum hesaplamada enerji yönetimi büyük bir sorun teşkil etmektedir. Vakum durumundan enerji elde etme ve depolama yeteneği, kuantum devrelerinde enerji işleme yöntemlerini yenileyebilir. Örneğin depolanan enerji kontrollü kimyasal reaksiyonları başlatmak için kullanılabileceği öngörülmektedir.
Protokolün yaygınlaşması için, elde edilen enerjinin düşük seviyesi ve hassasiyeti gibi sorunlar çözülmelidir. Ayrıca, depolama sistemlerinin daha gelişmiş hale getirilmesi gerekmektedir. Mevcut deneyler, fiziksel gerçeklemelerde olmayan bir soyutlama seviyesi sağlayan kuantum bilgisayar simülasyonlarını kullanmıştır.
Protokolün daha büyük enerji miktarları veya sistemlerle çalışabilmesi için kuantum enerji yönetiminde yeni yöntemler geliştirilmesi gerekebilir. Araştırmacılar, protokolü nükleer manyetik rezonans (NMR) sistemleri gibi diğer kuantum platformlarına uygulayarak uygulanabilirliğini ve etkinliğini daha da kanıtlamayı hedefliyor.
Benzer Yazılarımıza Göz Atmak için:
- Kuantum Dünyasında Varoluşun Gizemi
- Kompozit Fermiyonların Keşfi ve Kuantum Bilgisayarlar
- Kuantum Bilgisayarlarındaki Kübit Bozunmasının Nedenleri
Haber Kaynağı: thequantuminsider.com/2024/09/23/physicists-unlock-new-protocol-for-energy-teleportation-and-storage-using-quantum-computers/
Haberi Derleyen: Ennur Saygı
