Oda sıcaklığında çalışan ilk kuantum bilgi işlem malzemesi geliştirildi

Kuantum bilgi işlem ve ileri malzeme teknolojilerinde ticarileşmenin önündeki en büyük engellerden biri olan aşırı soğutma ihtiyacına yönelik yeni bir çözüm geliştirildi. Louisiana Devlet Üniversitesi Fizik Bölümü Doçenti Omar S. Magaña-Loaiza liderliğindeki araştırma ekibi, oda sıcaklığında kararlı biçimde çalışanbir kuantum malzemesi üretti. Bugüne kadar kuantum etkilerinin korunması için kriyojenik soğutma altyapılarına ihtiyaç duyulurken, geliştirilen nanoyapılı metakristal bu işlemlerin oda sıcaklığında gerçekleştirilmesine imkan sağlıyor.

İNSAN SAÇINDAN İNCE META-ATOMLAR

Nature dergisinde yayımlanan çalışmada araştırmacılar, doğada bulunan mevcut bir malzemeyi kullanmak yerine yapay bir kristal tasarlad Cam çip yüzeyini ultra ince bir altın tabakasıyla kaplayan ekip, odaklanmış iyon ışınları yardımıyla metalin üzerine yüzlerce mikroskobik açıklık yerleştirdi. İnsan saçından çok daha ince olan bu açıklıklar, birer meta-atom gibi çalışarak çipe giren ışığın kuantum durumlarını ayrıştıran ve koruyan bir filtre oluşturdu. Araştırmacılardan Riley B. Dawkins, "Plazmonik metakristaldeki meta-atomların dağılımını mühendislik yoluyla düzenleyerek hangi kuantum verilerinin yapıdan geçebileceğini belirledik. Geliştirdiğimiz kristal, oda sıcaklığında karmaşık soğutuculara ihtiyaç duymadan kuantum durumları üzerinde hassas bir istatistiksel filtre görevi görüyor" dedi.

KUANTUM VERİLERİNİ KARARLI BİÇİMDE İLETİYOR

Kuantum verilerinin aktarımı sırasında meydana gelen bilgi kaybını azaltan yeni yapıya 'kuantum istatistiksel plazmonik metakristal' adı verildi. Mevcut kuantum bilgisayarlarında sıvı helyum ve büyük ölçekli soğutma sistemleri önemli bir işletme maliyeti oluşturuyor. Bu durum, kuantum teknolojilerinin laboratuvar ortamından ticari kullanıma geçişini zorlaştırıyor. Oda sıcaklığında ışığı ve kuantum bilgisini kararlı biçimde iletebilen metakristalin yeni nesil kuantum işlemcilerde, yüksek hassasiyetli askeri ve medikal sensörlerde, ayrıca şifreli iletişim ağlarında kullanılması öngörülüyor.

GÜNEŞ PANELLERİNDE IŞIK KAYBINI AZALTABİLİR

Teknolojinin kullanım alanları yalnızca kuantum bilgi işlemle sınırlı değil. Güneş panellerine ulaşan ışığın bir bölümü emilemeyerek elektrik yerine ısıya dönüşüyor ve bu durum enerji verimliliğini düşürüyor. Projeyi yöneten Doç. Dr. Omar S. Magaña-Loaiza, metakristal yapının güneş pillerine entegre edilmesiyle panel içindeki ışık kaybı ve ısınmanın azaltılmasının hedeflendiğini belirtti. Malzemenin hücre içinde ışığı daha kararlı yollar üzerinden yönlendirmesi halinde güneş enerjisi sistemlerindeki elektrik üretim verimliliğinin artırılması amaçlanıyor.