KUANTUM BİLGİSAYARLARIN QUBİT ÖMRÜNÜ ARTIRMAK
Uluslararası bir bilim adamları ekibi, süper iletken kuantum devrelerinin ömrünü daha da iyileştirmeyi başardı. Yüksek performanslı kuantum bilgisayarların gerçekleştirilmesi için önemli bir ön şart, depolanan verilerin mümkün olduğu kadar bozulmadan kalmasıdır. Jülich fizikçi Dr. Gianluıdı Catelani'nin de aralarında bulunduğu araştırmacılar, eşleşmeyen elektronları devrelerden uzaklaştıran bir tekniği geliştirdiler ve test ettiler. Bunların, qubit ömrünü kısalttığı bilinmektedir.
Kuantum bilgisayarlar bir gün belirli görev türlerini yerine getirirken geleneksel dijital bilgisayarlara kıyasla çok daha yüksek bilgi işlem hızı elde edebilir. Süperiletken devreler, kuantum bilgisayarların bilgi saklayabileceği ve işleyebileceği, qubit olarak bilinen kuantum bitlerini uygulamak için en umut verici yöntemdir. Daha önce mevcut qubitlerle ilgili yüksek hata oranları şu ana kadar kuantum bilgisayarların boyut ve verimliliğini kısıtlamıştır. Jülich'teki Peter Grünberg Enstitüsünden (PGI-2) Dr. Gianluigi Catelani, meslektaşları ile birlikte, süperiletken devrelerin hatasız olarak '0' veya '1' depolayabildikleri süreyi uzatmanın bir yolunu buldu . Catelani'nin ekibi ile birlikte, ABD'de (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Lincoln Laboratuvarı ve California Üniversitesi, Berkeley), Japonya'da (RIKEN) ve İsveç'te (Chalmers Teknoloji Üniversitesi'nde) çalışan araştırmacılardan oluşuyor.
Süper-iletken malzemeler bir malzemeye özgü kritik sıcaklığın altına soğutulduğunda, elektronlar çift oluşturacak şekilde bir araya gelirler; O zaman akım direnç olmadan akabilir. Bununla birlikte şu ana kadar, tüm elektronların bir arada çiftler oluşturduğu süper iletken devreler oluşturmak mümkün değildi. Eşleşmeyen tek elektron devreden akmaz. Bu sözde yarı parçacıklar nedeniyle enerji kaybolur ve bu da devrelerin veriyi depolayabileceği süreyi sınırlar.
Araştırmacılar şimdi, eşleşmeyen elektronları geçici olarak devre dışına çıkartabilen bir tekniği geliştirdiler ve test ettiler; Mikrodalga atımları yardımıyla, 'pompalanır' etkindir. Bu, qubitlerin ömründe üç kat iyileşme ile sonuçlanır. Araştırmacılar şimdi, eşleşmeyen elektronları geçici olarak devre dışına çıkartabilen bir tekniği geliştirdiler ve test ettiler. Bu, qubitlerin ömründe üç kat iyileşme ile sonuçlandı.
Bu teknik, prensipte, tüm süper iletken kütleler için hemen kullanılabilir. Bununla birlikte, qubitlerin ömrünün karmaşık kuantum bilgisayarların geliştirilmesindeki birçok engelden yalnızca bir tanesidir. Dahası, yeni teknik, dörtlü parçacıkların kalıcı olarak çıkarıldığı değil, tekrar tekrar aktığı anlamına gelir. Bilim adamları, bu sorunu çözmeye hazır başka bir çözüm arıyorlar: pompalama tekniği, yarı parçacıkları kalıcı olarak yakalayan başka bir yöntemle birleştirilebilir. Catelani, Jülich ve Yale'deki meslektaşları ile birlikte, böyle bir yarı parçacık "tuzağı" nı analiz etmiş ve test etmiştir.
Çeviri: Celal DEMİRTAŞ
Kaynak:http://phys.org/news/2016-12-qubit-lifetime-quantum.html
Daha fazla bilgi: "Suppressing relaxation in superconducting qubits by quasiparticle pumping" Science, science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aah5844
Yayınlama tarihi: 22.12.2016