Kırılgan bir kübiti korumak
Harvard Üniversitesi'ndeki fizikçiler, sürekli bir ses dalgası akışının kırılgan bir kuantum bitini veya kübiti kendi gürültülü ortamından koruyabildiğini buldu. Yöntem, kübitin bilgi tutma süresini neredeyse üç katına çıkarıyor.
Kübitler, kuantum bilgisayarların temel birimleridir. Isıya, titreşime ve başıboş elektromanyetik alanlara karşı son derece hassastırlar. Herhangi bir rahatsızlık, tuttukları bilgiyi silebilir. Kübitleri gürültüden korumak, kuantum hesaplamanın en zor sorunlarından biridir ve yıllardır kuantum makinelerinin boyutunu ve güvenilirliğini sınırlamıştır.
Ses nasıl yardımcı oluyor
Harvard ekibi, kübitin etrafında sürekli bir akustik dalga akışı, yani bir ses kalkanı kullandı. Ses dalgaları, ortamdan gelen gürültüyü engelleyen koruyucu bir bariyer oluşturur. Bu fikir, hassas aletlerdeki titreşimleri sönümlemek için makine mühendisliğinde kullanılan tekniklerden yararlanır.
Araştırmacılar yaklaşımı, birçok kuantum deneyinde kullanılan bir tür kübit olan elmastaki silikon-boşluk dönüşü üzerinde test etti. Ses kalkanı açıkken, kübit bilgisini onsuz olduğundan neredeyse üç kat daha uzun süre tuttu. Ekip, çalışmayı bu ay yayınlanan bir makalede açıkladı.
Ses tabanlı kuantum ağlarına bir yol
Sonuç, çipleri birbirine bağlamak için ışık yerine ses kullanan kuantum ağlarına giden bir yol açıyor. Ses dalgaları yavaş hareket eder, bu da bir çip üzerinde kuantum bilgisini depolamak ve işlemek için yararlı olabilir. Bu, kübitlerin karmaşık hesaplamaları bitirmek için yeterince uzun süre tutarlı kalması gereken daha büyük işlemciler oluşturmak için önemlidir.
Çalışma ayrıca farklı türde kübitleri birleştiren hibrit kuantum sistemlerini de destekliyor. Her kübit türünün güçlü ve zayıf yönleri vardır. Ses tabanlı koruma, araştırmacıların stabiliteyi kaybetmeden bunları karıştırmasına izin verebilir.
Ekip, yaklaşımın hâlâ laboratuvar aşamasında olduğunu söylüyor. Daha büyük kuantum işlemcilere ölçeklemek ve diğer kübit malzemeleriyle test etmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç var. Yine de, bu bulgu kuantum mühendislerine alanı yıllardır yavaşlatan bir sorun için yeni bir araç veriyor.