Atom çekirdeklerini, modern çiplerle aynı nanometre ölçeğinde birbirine bağlayarak büyük ölçekli kuantum bilgisayarların önündeki temel bir engel aşıldı.
New South Wales Üniversitesi (UNSW) mühendisleri, kuantum hesaplama alanında önemli bir ilerlemeye imza attı. İki ayrı atom çekirdeğinin spinlerini kullanarak birbirine dolanık hale getirmeyi başardı. Parçacıklar, aralarındaki mesafeye rağmen birbirinden ayrı düşünülemeyecek şekilde bağlandı. Kuantum dolanıklık, kuantum bilgisayarların geleneksel bilgisayarlara kıyasla sahip olduğu gücün temel kaynağı olarak biliniyor.
18 Eylül 2025’te Science dergisinde yayınlanan çalışmada ekip, kuantum bilgiyi kodlamak için bir silikon çipe yerleştirilmiş fosfor atomlarının çekirdek spinlerini kullanıyor. Atom çekirdeklerinin spini, dış gürültüden en iyi şekilde korunan, “temiz” kuantum nesneleri olarak biliniyor. Ancak bu mükemmel yalıtım, onları birbirine bağlamayı ve büyük ölçekli işlemciler oluşturmayı zorlaştırıyordu.
Daha önce, birden fazla çekirdeği birbirine bağlamanın tek yolu, hepsini aynı elektronun etrafına çok yakın bir şekilde yerleştirmekti. Yani, ses geçirmez bir odaya sığabilecek sınırlı sayıda insanın birbiriyle konuşmasına benziyordu.
UNSW ekibi, bu sınırlamanın üstesinden geldi. Her bir atom çekirdeğini ayrı bir elektrona bağlayarak, bu elektronları birer “telefon” gibi kullanmayı başardı. Elektronlar, kuantum özellikleri gereği uzaktan birbirleriyle etkileşime girebilir. Bu sayede, farklı “ses geçirmez odalarda” yalıtılmış halde bulunan çekirdekler, elektron telefonları aracılığıyla birbiriyle bir nevi “konuştu”.
Araştırmada, aralarında 20 nanometre (bir insan saçının binde biri kalınlığında) mesafe bulunan çekirdekler birbirine bağlandı. Yani mesafe, modern silikon bilgisayar çiplerindeki transistörlerin boyutlarıyla tamamen aynı ölçekte. Bu da mevcut yarı iletken endüstrisinin trilyon dolarlık üretim altyapısının, atom çekirdeği tabanlı kuantum bilgisayarların üretimi için uyarlanabileceği anlamına geliyor.
Yöntem, aynı elektronu paylaşma zorunluluğunu ortadan kaldırarak, silikon kuantum bilgisayarların önündeki en büyük engellerden birini kaldırıyor. Elektronların şekillendirilebilir ve hareket ettirilebilir olması, etkileşimlerin hızlı ve hassas bir şekilde açılıp kapatılabileceği anlamına geliyor ve bu, ölçeklenebilir bir kuantum işlemci için tam olarak ihtiyaç duyulan bir özellik olarak gösteriliyor.
Kaynak: Eurekalert
