Araştırmacılar, kuantum hesaplama ve iletişimin geleceğini şekillendirebilecek çığır açıcı bir başarıya imza attı. Boston Üniversitesi, UC Berkeley ve Northwestern Üniversitesi’nden bilim insanları, standart 45 nanometrelik CMOS üretim süreciyle elektronik, fotonik ve kuantum bileşenlerini bir araya getiren ilk entegre çipi üretti.
TEK PLATFORMDA BİRLEŞME
Yeni geliştirilen çip, kuantum teknolojilerinin kalbi sayılan foton çiftlerini üretmek için mikro halka rezonatörlerine dayanıyor. Bu rezonatörler, yüksek hassasiyet gerektirdiği için genellikle üretim ve sıcaklık değişimlerinden kolayca etkileniyor. Ancak ekip, bu sorunu çözmek için çipe entegre edilen akıllı kontrol sistemiyle rezonatörlerin sürekli stabil kalmasını sağladı.
Boston Üniversitesi öğretim üyesi Miloš Popović, bu gelişmenin kuantum teknolojilerinin ticari üretim ölçeğine taşınmasında önemli bir adım olduğunu vurgulayarak, “Ticari dökümhanelerde tekrarlanabilir ve kontrol edilebilir kuantum sistemleri inşa edebileceğimizi gösteriyoruz,” dedi.
GERÇEK ZAMANLI KONTROL
Northwestern Üniversitesi’nde kuantum ölçümleri üzerine çalışan doktora öğrencisi Anirudh Ramesh, çipin içine yerleştirilen fotodiyotlar ve ısıtıcılarla oluşturulan geri bildirim döngüsünün, kuantum ışık üretiminde sürekliliği sağladığını belirtti. “Kontrolü doğrudan çipe entegre etmemiz, ölçeklenebilir kuantum sistemlerine ulaşmada kilit rol oynuyor,” dedi.
REZONATÖR ZORLUĞUNA YANIT
Fotonik tasarımın kuantum optik gereksinimlerine uyum sağlaması için önemli mühendislik adımları atıldı. BU'dan doktora öğrencisi Imbert Wang, ticari CMOS platformlarının sınırlamaları içinde kalarak bu dengeyi sağlamanın oldukça zorlayıcı olduğunu belirtti.
Çip, BU, UC Berkeley, GlobalFoundries ve Ayar Labs tarafından geliştirilen platform üzerinden üretildi. Aynı platform daha önce yapay zeka bağlantıları ve süper bilgisayarlar için kullanılıyordu.
SİNERJİK TASARIM SÜRECİ
UC Berkeley’de çip paketleme sürecini yöneten doktora öğrencisi Daniel Kramnik, “Karmaşık kuantum fotonik sistemlerinin bir CMOS çipte tam entegre ve stabil biçimde inşa edilebileceğini göstermek istedik,” dedi. Bu sürecin, genellikle farklı alanlarda çalışan ekiplerin sıkı iş birliğini gerektirdiğini de sözlerine ekledi.
Çipin geliştirilmesinde görev alan birçok öğrenci, şimdi Google X, PsiQuantum ve Ayar Labs gibi sektörün öncü kuruluşlarında kuantum teknolojileri üzerinde çalışmaya devam ediyor.
