Klasik bilgisayarlar bilgiyi saklamak ve işlemek için belli bir anda 0 ve 1 durumunun sadece birinde olabilen bit’lerden yararlanıyor. Bu kısıtı aşmak için kuantum fiziğinin kavramlarıyla tasarlanmaya çalışılan kuantum bilgisayarlarda ise kubit ismi verilen ve 0 ve 1 arasındaki durumları da taşıyabilen yapılar kurgulanıyor. Bu bilgisayarların tasarlanmasında yeni bir yöntem öneren bir çalışma, Science dergisinin Şubat sayısında yayınlandı.

Dergide yer alan çalışmaya göre Princeton Üniversitesi’nden Jason Petta bir ya da iki elektronu çok küçük elektrotlara voltaj uygulanarak oluşturulmuş mikroskobik bir alanda hapsetmenin yeni bir yöntemini geliştirdiğini açıkladı. Petta, yaptıkları çalışmayla esas olarak tek bir elektronun durumunu, çevresindeki trilyonlarcasını etkilemeden değiştirmenin bir yolunu bulmayı hedeflediklerini belirtti.

Daha önceki deneylerde, bir örnek içindeki elektronların mikrodalga radyasyona maruz bırakıldığı bir teknikten yararlanılıyordu. Bununla birlikte, bu teknik bütün elektronları etkilediği için, spin kubitlerindeki tek tek elektronlarla oynamak için kullanılamıyordu. Aynı zamanda bu teknik yeterince hızlı değildi. Petta ve çalışma arkadaşları, yalnızca tekil elektronların kontrolünü mümkün kılmadı, aynı zamanda bunu saniyenin milyarda birinde yapabilecek bir hıza ulaşılmasını sağladı.

Petta çalışmalarıyla ilgili şunları söyledi: "Eğer tekil bir elektron gibi yeterince küçük bir nesneyi alır ve dış müdahalelerden yeterince yalıtabilirseniz, bu nesne uzun bir süre boyunca kuantum mekaniğinin öngördüğü şekilde davranacaktır. Tüm istediğimiz, elektronun yalnızca olduğu yerde kalması ve bizim yönlendirdiğimiz şekilde davranmasıdır. Ancak dış dünya ona sürekli bir şekilde müdahale etmektedir, ve bu müdahale elektronun kuantum mekaniksel doğasını kaybetmesine neden olur.”

Yapılan çalışmada, kuantum mekaniğinin aykırı özelliklerini ortaya çıkarmak için, “seyreltmeli soğutucu” olarak adlandırılan bir cihazla, spin kubitleri mutlak sıfıra yakın değerlere kadar soğutuldu. Bu sıcaklıkta, elektronlar kuantum mekaniksel durumlarını korur haldeyken uyumlu ya da birörnek olarak adlandırılabilecek (coherent) bir durumda bulunuyorlar. Elektronlar bu hallerinde, dış kuvvetler tarafından müdahaleye maruz kalmadan önce kuantum mekaniksel özelliklerini korudukları saniyenin onda biri mertebesinde süre boyunca aşırı küçük nesnelerin uyduğu özgül fiziksel yasalara göre davranabiliyorlar.
Yapılan çalışma, elektronların belli bir an için katı hal mekaniğinin kurallarına uygun hareket etmesini gerçekleştirebildiği için, kubitlerin programlanabilmesinde önemli bir sıçrama olarak nitelendiriliyor

(soL – Haber Merkezi)