Caltech araştırmacıları, kuantum bilgisini depolamak için ses kullanan hibrit bir kuantum bellek geliştirdi. Yeni kuantum bellek depolama süresini 30 kat uzatıyor.
Süper iletken kübitler, hızlı hesaplamalarda iyi iş çıkarsa da bilgiyi uzun süre saklama konusunda zorlanıyor. Bu sorunu aşmak isteyen Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü (Caltech) ekibi, kuantum bellekler için yenilikçi, hibrit bir yaklaşım geliştirdi; kuantum bilgisini ses dalgalarına dönüştürmek.
Doktora öğrencileri Alkım Bozkurt ve Omid Golami’nin yürüttüğü, Mohammad Mirhosseini’nin danışmanlığındaki bilim insanları, elektriksel bilgiyi sese dönüştürerek, süper iletken kübitlerden alınan kuantum durumlarını diğer tekniklere kıyasla 30 kata kadar daha uzun süre depolayabilen bir sistem ortaya koydu.
Çalışmada, bir çip üzerine süper iletken kübit yerleştirildi. Daha sonra bunu, gigahertz frekanslarında ses dalgalarıyla titreşen bir mekanik osilatöre bağladılar. Aslında minyatür bir diyapazon (ayar çatalı) olan osilatör, gigahertz frekanslarındaki ses dalgalarıyla titreştirilen esnek plakalardan oluşuyor. Plakalara elektrik yükü uygulandığında, plakalar kuantum bilgisi taşıyan elektriksel sinyallerle etkileşime girebiliyor. Bu da bilginin cihaza aktarılarak “bellek” olarak depolanmasına olanak tanıyor.
Araştırmacılar, bilgi cihaza girdikten sonra osilatörün kuantum içeriğini kaybetmesinin ne kadar sürdüğünü ölçtü. Caltech’te elektrik mühendisliği ve uygulamalı fizik alanlarında çalışmalarını sürdüren Yrd. Doç. Dr. Mohammad Mirhosseini, “Görünen o ki, bu osilatörlerin ömrü, piyasadaki en iyi süper iletken kübitlerden yaklaşık 30 kat daha uzun.” açıklamasını yaptı.
Çalışmaya göre, ses dalgalarının kullanılmasının bazı avantajları bulunuyor. Bu dalgalar elektromanyetik dalgalardan daha yavaş ilerliyor ve bu da daha kompakt cihazların yapılmasına olanak tanıyor. Ayrıca ses dalgaları boş alanda yayılmadığı için, sistemden enerji sızmasını önlemeye yardımcı oluyor.
Bu avantajlar, depolama süresinin uzamasına olanak tanırken, yakındaki cihazlar arasında istenmeyen enerji alışverişini azaltıyor. Caltech’in geliştirdiği teknik, tek bir çipe birçok bu tür diyapazonun dahil edilebileceğini gösteriyor.
Araştırmacılara göre bu keşif, hem hesaplayabilen hem de hatırlayabilen pratik, ölçeklenebilir kuantum bilgisayarlara giden yolda önemli bir adım olabilir.
Kaynak: Nature Physics
