Yeni geliştirilen optik kuantum bilgisayar, kuantum bilgisayarlara süper hızlı hesaplama ve önceki çözümlere göre daha iyi güvenilirlik sağlayacaktır.
Sıradan bilgisayarlarda bilgi birimleri ikili rakamlar veya bitler iken, kuantum bilgisayarlarda ölçü birimleri kuantum bitleri veya kübitlerdir. Geleneksel bir bilgisayarda, bilgi temelde elektrikle alan etkili transistörlerden oluşan bellek hücrelerinde taşınır. Ancak kuantum bilgisayarda, bilgisayarın türüne bağlı olarak, bilgi taşıyıcıları iyonlar, fotonlar ve elektronlar gibi çok daha küçük parçacıklardır.
Kuantum bilgisayarlara sorunları çözme yeteneği
Bir kübit hakkındaki bilgi, bu parçacığın belirli bir özelliğini taşıyabilir (örneğin, bir elektronun spini veya bir fotonun polarizasyonu), bu iki duruma sahip olabilir. Normal bit değerleri 0 veya 1 olmasına rağmen, bu değerlerin ara versiyonları da kuantum bitinde mümkündür. Ara duruma süperpozisyon denir. Bu özellik, kuantum bilgisayarlara sorunları çözme yeteneği verir.
Tartu Üniversitesi Fizik Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, erbiyum, praseodim ve diğer bazı nadir toprak iyonları ile katkılanmış florürlerin karışık optik kristal matrislerinden sentezlenen mikro kristallerin, ultra hızlı optik kuantum hesaplama sağlayan kübit görevi görebildiğini gösterdi.
Estonya Bilimler Akademisi Üyesi Profesör Vladimir Khizhnyakov;
“İyonları seçerken, çok farklı özelliklere sahip elektronik halleri büyük önem taşıyor. İyonik etkileşimin çok zayıf olduğu en az iki duruma sahip olmaları gerekir. Bu durumlar, ayrı kuantum bitleri ile temel kuantum mantık işlemleri için uygundur. Ek olarak, iyonik etkileşimin güçlü olduğu bir duruma veya durumlara ihtiyacınız vardır. Bunlar, iki veya daha fazla kübit ile kuantum mantık işlemleri gerçekleştirmenize izin verir. Tüm bu durumların uzun ömürleri (milisaniye veya mikrosaniye) olmalı ve bu durumlar arasında optik geçişlere izin verilmelidir" diyor.
Kuantum bitler
Bilim insanları, şimdiye kadar, nadir toprak iyonlarının bu tür elektronik hallerinin tespit edilmesinin mümkün olmadığını ve bu nedenle bilim insanlarının, kübitlere uygun bu tür haller için aralarında aramadıklarını söylüyorlar. Şimdiye kadar, kübitlerin rolü için esas olarak atom çekirdeğinin spin durumları incelenmiştir. Bununla birlikte, frekansları, kuantum bitlerinin frekansından milyon kez daha düşüktür. Kuantum bilgisayarların da bu kübitlerin etrafında oluşturulmasının nedeni budur. Elektronik durumlara dayalı kuantum bitleri olan bilgisayarlardan önemli ölçüde daha yavaş olacaklar.
Ultra hızlı döngü süresi, kuantum bilgisayarlar yaratmanın önündeki ana engellerden birinin üstesinden gelmeye yardımcı olacaktır. Qubit'ler çevrelerine karşı çok hassastır. Bu nedenle ortamdan herhangi bir müdahale kuantum hesaplamada hatalara yol açabilir.
Estonya Bilimler Akademisi Üyesi Profesör Vladimir Khizhnyakov;
“Kübitlerin tutarlılık süresi, yani saf kuantum halinin süresi çok kısadır. Hesaplama döngüsü ne kadar hızlı olursa, kübitlerin çalışmasına ortamdan daha az müdahale edilir" diyor.
Daha önce Tartu Üniversitesi Fizik Enstitüsü'nde geliştirilen spektral delik yakma yönteminin, bir bilgisayar kopyası görevi gören bir mikro kristaldeki bir kübit kümesini seçmek için kullanılabileceği tespit edilmiştir. Khizhnyakov'a göre, bugün bu iyonları bilgisayar kübiti olarak kullanıma en uygun olan bir mikro kristalde bulmanızı sağlayan en güçlü optik spektroskopi yöntemlerinden biridir.
Hala gerçek çalışan bir kuantum bilgisayardan uzak olmasına rağmen, Tartu Üniversitesi Lazer Spektroskopi Laboratuvarı araştırmacıları, yeni yönteme dayalı olarak bir kuantum bilgisayarın pilot prototipini oluşturmaya başladılar. Araştırmacılara göre, yeni bir kuantum bilgisayarın temel unsurlarının çalışmasının sunumunun arifesindeler.