Kuantum teknolojilerinde küresel yarış hız kesmeden devam ederken, Columbia Üniversitesi'nden gelen yeni bir araştırma sonucu, sektördeki "ölçeklenebilirlik" sorununa radikal bir çözüm sundu. Fizik doçentleri Dr. Sebastian Will ve Dr. Nanfang Yu liderliğindeki araştırma ekibi, iki güçlü teknolojiyi tek bir platformda entegre ederek nötr atom dizilerini büyük ölçüde genişletmeyi başardı.
Bu yeni yaklaşım, kuantum bilgisayarların işlem gücünü belirleyen kübit sayısında 100 bin barajının aşılmasına olanak tanıyarak, mevcut sistemlerin donanım sınırlamalarını ortadan kaldırmayı hedefliyor.
OPTİK CIMBIZLAR VE METAYÜZEY BİRLEŞTİ
Geliştirilen teknik, "nötr atom dizileri" prensibine dayanıyor. Bu sistemde, optik cımbız olarak bilinen sıkıca odaklanmış lazer ışınları, atomları 1D, 2D veya 3D konfigürasyonlarda sabitliyor. Her bir atomun bir kübit (kuantum bit) gibi davrandığı bu yapı, gelişmiş kuantum bilgisayarlar için en umut verici platformlardan biri olarak kabul ediliyor.
Dr. Sebastian Will, çalışmanın önemini şu sözlerle vurguladı: "100 binden fazla kübite sahip kuantum bilgisayarları mümkün kılmak için kritik bir temel oluşturuyoruz."
Ekip, bu teoriyi kanıtlamak adına 1.000 stronsiyum atomunu başarıyla yakalayarak, sistemin günümüz teknolojilerinin çok ötesinde ölçeklenebilir olduğunu doğruladı.
HANTAL DONANIMLARA VEDA
Bilim insanları on yıldır atomları yakalamayı başarsa da, bu atomları büyük ölçekte kontrol etmek için uzamsal ışık modülatörleri gibi hantal ve pahalı ekipmanlara ihtiyaç duyuluyordu. Columbia Üniversitesi ekibi ise bu sorunu "metayüzey" (metasurface) teknolojisi ile aştı.
Araştırmacılar, 3,5 milimetre genişliğinde ve 100 milyondan fazla piksel içeren bir metayüzey oluşturdu. Bu mikro çip, 600x600'lük bir dizi oluşturarak toplamda 360.000 optik cımbız üretebilme kapasitesine sahip.
DESENLERLE TEST EDİLDİ: ÖZGÜRLÜK HEYKELİ MODELİ
Yeni sistemin hassasiyeti, atomların çeşitli geometrik desenlerde dizilmesiyle test edildi. Araştırmacılar, atomları 1.024 noktalı kare kafesler, yarı kristal yapılar ve hatta yüzlerce noktadan oluşan "Özgürlük Heykeli" deseni şeklinde, aralarında yaklaşık 1,5 mikronluk mesafe olacak şekilde yerleştirmeyi başardı.
MEVCUT TEKNOLOJİNİN İKİ KAT ÖTESİNDE
Yakın zamanda Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü (Caltech), geleneksel yöntemlerle 6.100 atomu yakalayarak önemli bir başarıya imza atmıştı. Ancak Columbia ekibinin geliştirdiği metayüzey tabanlı yaklaşım, bu sayıyı katlayarak 360 bin atomluk bir kontrol potansiyeli sunuyor. Bu durum, pratik kuantum avantajı elde etmek için gereken işlem gücüne ulaşmada dev bir adım olarak nitelendiriliyor.
Uzmanlara göre, nötr atom dizilerinin bu yeni ölçeklenebilirlik yeteneği, sadece kuantum bilgisayarlar için değil, aynı zamanda kuantum simülatörleri ve taşınabilir optik atom saatleri gibi stratejik teknolojilerin gelişimi için de büyük fırsatlar barındırıyor.
