Bilim insanları, kuantum teknolojilerinin temelini oluşturan atomik spin kararlılığı sorununu çözmek adına devrim niteliğinde bir teknik geliştirdi. İbrani Üniversitesi ve Cornell Üniversitesi’nden fizikçilerin ortak çalışmasıyla geliştirilen bu yeni yöntem, kuantum cihazlarının dayanıklılığını ve doğruluğunu artıracak basit ama etkili bir çözüm sunuyor: tek bir lazer ışınıyla atomları senkronize etmek.
GEVŞEMEYE KARŞI LAZER
Kuantum cihazlarda atomlar birbirleriyle veya kap duvarlarıyla çarpışarak, spin olarak bilinen manyetik hizalanmalarını kaybedebilir. Bu, sensörlerin doğruluğunu azaltır ve kuantum belleği kısa ömürlü hale getirir. Şimdiye kadar bu sorun genellikle düşük manyetik alanlarda çalışmayı ve hantal koruyucu sistemleri gerektiriyordu.
Ancak yeni yaklaşım, spinleri dış müdahalelere karşı korumak yerine, spin yönelimlerini hizalı tutmak için atomların enerji seviyelerini nazikçe lazer ışığıyla ayarlıyor. Bu sayede atomlar, çarpışsalar bile bilgiyi koruyor ve spin kaybı 10 kata kadar azaltılabiliyor.
TEK LAZER, GENİŞ ETKİ
Sıcak sezyum buharında test edilen bu yöntem, klasik yaklaşımların ötesine geçerek spin tutarlılığını kayda değer biçimde artırdı. Bu etki, lazerin atomlar arasında senkronizasyon sağlayan bir ‘dengeleyici’ olarak görev yapmasından kaynaklanıyor. Yüzlerce küçük topacın uyum içinde dönmesini sağlayan bu sistem, yüksek manyetik alanlarda dahi verimli çalışabiliyor.
Atomlar çevreleriyle çarpışsa bile, spin yönelimlerini koruyabiliyor. Bu da karmaşık soğutma sistemleri olmadan, pratik ve dayanıklı kuantum cihazların önünü açıyor.
KÜÇÜK AMA GÜÇLÜ
Araştırmanın potansiyel kullanım alanları oldukça geniş. Yeni yöntemle geliştirilecek cihazlar arasında:
Yöntem ayrıca, gerçek dünya koşullarında çalışabilmesi sayesinde laboratuvar dışına taşınabilecek ilk spin senkronizasyon teknolojilerinden biri olabilir.
GELECEĞE IŞIK TUTUYOR
Ekip, “Atomların doğal hareketinden yararlanarak ve ışığı dengeleyici olarak kullanarak, artık her zamankinden daha geniş koşullarda spin kararlılığını sağlayabiliyoruz” açıklamasını yaptı.
Bu gelişme, kuantum teknolojilerinde bilgi kaybına karşı verilen mücadelenin yönünü değiştiriyor. Lazerle senkronize spin ortamları, daha küçük, daha verimli ve daha ulaşılabilir kuantum sistemlerinin yolunu açabilir.
