Bir kuantum işlemcideki abelyan olmayan anyonlar fizikçiler tarafından ilk kez gösterildi. Fiziksel, üç boyutlu dünyamızda yalnızca iki tür parçacık vardır: protonlar, nötronlar ve elektronlardan oluşan ve şu anki mevcut çevremiz de dahil olmak üzere her şeyi oluşturan fermiyonlar ve ışık ve ünlü Higgs bozonunu içeren bozonlar.
Abelyen Nedir Kısaca Tanıyalım?
Matematikte abelyen kategori, morfizmlerin ve nesnelerin eklenebildiği, çekirdeklerin ve çok çekirdeklerin var olduğu ve arzu edilen özelliklere sahip olduğu bir kategoridir.
Yazımıza tekrardan dönersek;
Ancak Harvard’dan George Vasmer Leverett Fizik Profesörü Ashvin Vishwanath gibi teorik fizikçiler çalışmalarını sadece bizim dünyamızla sınırlandırmak istemiyorlar. Örneğin, 2 boyutlu bir senaryo tamamen yeni parçacıkların ve madde hallerinin ortaya çıkmasına olanak sağlayacaktır.
Vishwanath’ın grubu, kuantum işlemci olarak bilinen güçlü bir cihaz kullanarak ilk kez maddenin yeni bir aşaması olan abelyan olmayan topolojik düzeni yarattı.
Grup, bozonlar ve fermiyonlar arasında yer alan ancak daha önce sadece teoride bilinen garip parçacıklar olan abelyan olmayan anyonları üretti ve kontrol etti. Kuantum hesaplama konusunda uzmanlaşmış bir şirket olan Quantinuum’dan araştırmacılarla birlikte bulgularını Nature dergisinde yayınladılar.
Fizikçiler abelyan olmayan anyonları yarı-parçacıklar olarak adlandırırlar ve teorik olarak sadece iki boyutlu bir düzlemde var olabilirler. Nitelemedeki “quasi” kelimesi, okyanus dalgalarına benzer şekilde, benzersiz hafıza taşıma kapasitelerine sahip belirli bir madde fazı yoluyla uzun ömürlü uyarımlar oldukları gerçeğine atıfta bulunur.
Maddenin yeni bir fazının keşfi temel fizik için heyecan vericidir, ancak bilimsel başarı, Asibiyan olmayan anyonların kuantum hesaplama için olası bir platform olarak yaygın bir şekilde kabul edilmesiyle daha da önemli hale gelmektedir.
Diğer kuantum hesaplama platformlarındaki kırılgan ve hata yapmaya eğilimli kuantum bitlerinin ya da kübitlerin aksine, Asibiyan olmayan anyonlar özünde kararlıdır. Birbirlerinin etrafında dolaşırken, tıpkı bir sihirbazın gizli toplarla dolu fincanları fırlatması gibi geçmişlerini “hatırlayabilirler”. Ayrıca bu nitelikleri nedeniyle topolojiktirler ya da temel özelliklerini kaybetmeden bükülebilir ve eğilebilirler.
Tüm bu nedenlerden dolayı, eğer daha büyük ölçeklerde üretilir ve kontrol edilirse, abelyan olmayan anyonlar bir gün mükemmel kübitler oluşturabilir.
Tantivasadakarn, maddenin bu tür egzotik hallerini etkin kuantum bitleri olarak kullanmanın ve bunlarla kuantum hesaplama yapmanın, güvenilir kuantum hesaplamaya giden son derece umut verici bir yol olduğunu belirtti. Böylece gürültüyle ilgili sorunları önemli ölçüde azaltmış olursunuz.
Araştırmacılar egzotik madde durumlarını bazı ısrarcı ustalıklar kullanarak elde ettiler. Quantinuum’un en yeni H2 işlemcisinin tüm potansiyelini kullanan grup, 27 tuzaklanmış iyondan oluşan bir kafesle işe başladı. Kısmi, hedefe yönelik ölçümler yoluyla kuantum sistemlerinin karmaşıklığını kademeli olarak artırarak, peşinde oldukları parçacıkların kesin özelliklerine ve niteliklerine sahip tasarlanmış bir kuantum dalga fonksiyonu elde ettiler.
Vishwanath’a göre ölçüm, Schrödinger’in kedisi gibi iyi bilinen paradokslara ve sayısız felsefi tartışmaya yol açan kuantum mekaniğinin en esrarengiz kısmıdır. Bu durumda, ölçümleri bir araç olarak kullanarak istenen kuantum durumunu şekillendirdik.
Bir teorisyen olarak Vishwanath, herhangi bir platforma veya ekipmana bağımlı kalmadan birçok kavram ve fiziksel uygulama arasında geçiş yapmakta özgür olmaya değer veriyor. Bununla birlikte, bu çalışmanın arka planı göz önüne alındığında – özellikle kuantum mekaniği yüzüncü yılına yaklaşırken – sadece bir teoriyi araştırmakla kalmayıp aynı zamanda onu uygulamaya koyma fırsatına da hayran kalıyor.
Vishwanath, her şeyin işlediği ve çok özel eylemlerde bulunabildiğimiz gerçeğinin en azından benim için hayret verici olduğunu belirtti. Bu yeni parçacık türlerinin daha önceki kavramlarından daha çağdaş kuantum mekaniği teorilerine kadar çok çeşitli fizik konuları arasında gerçekten bağlantılar kuruyor.
Kaynak: Physics – Quantum Physics
