Chicago Üniversitesi Moleküler Mühendislik Enstitüsü’ne sahip bilim insanları; kuantum teknolojisini geliştirme arayışında iki atılım yaptılar. Bir çalışmada; ilk defa sesi kullanarak iki kuantum bitini dolaştırdılar. Bir başkasında ise; bugüne kadar iki kubit arasında en yüksek kalitede uzun menzilli bağlantıyı kurdular. Bu çalışma bizi; daha güçlü bilgisayarlar, ultra hassas sensörler ve güvenli yayınlar yapmak için kuantum teknolojisini kullanmaya yaklaştırıyor.
Profesörü John Cleland; süper iletken kuantum teknolojisinin geliştirilmesinde ve ilk “kuantum makinesi”ni oluşturan ekibin mekanik bir rezonatörde kuantum performansını gösteren çalışmada liderliği üstlendi.
IME ve UChicago’ya bağlı Argonne Ulusal Laboratuvarı’nda Moleküler Mühendisliği Profesörü John Cleland: “Her ikisi de kuantum iletişimi için atılmış adımlardır. Bu deneylerden biri şimdi elde edebileceğimiz kesinliği ve doğruluğu gösteriyor, diğeri ise bu çıktılar için temel bir yeni yetenek gösteriyor.”
Bilim insanları ve mühendisler; doğada en küçük parçacıkların tuhaf özelliklerini kullanan ve bilgiyi iletmek için kullanan bir alan olan kuantum teknolojisinde muazzam bir potansiyel görüyorlar. Örneğin; belirli şartlar altında, iki parçacık “karışabilir.” Fiziksel olarak bağlı olmasalar bile kendi kaderleri birbirine bağlanabilir. Dolaşan parçacıklar; anında uzaya bilgi iletmek veya kırılmaz ağlar oluşturmak gibi her türlü şeyi yapmanıza olanak tanır.
Ancak teknolojinin ilerlemesinin uzun bir yolu var: En büyük zorluk; kablolar veya fiberler boyunca kuantum bilgisini, uzun mesafelere göndermektir.
22 Nisan Nature Physics’te yayınlanan bir çalışmada; Cleland’ın Laboratuvarı, son derece güçlü bir doğruluk payıyla, neredeyse bir metre uzunluğunda bir pist boyunca, kuantum bilgisi alışverişinde bulunan süper iletken kubitlerden bir sistem kurmayı başardı.
Cleland Lisansüstü Öğrencisi Youpeng Zhong: “Bağlama o kadar güçlüydü ki; ‘kuantum ping-pong’ olarak adlandırılan kuantum fenomenini gösterebildik. Böylece geri dönerken bireysel fotonlar gönderiyor ve yakalıyorduk.”
Bilim insanlarının buluşlarından biri de; sinyal göndermek için doğru cihazı oluşturmaktı. Anahtar darbeleri doğru şekillendiriyordu. (Ark şeklinde, bir valfi yavaşça açmak ve kapatmak gibi, doğru oranlarda yapıyordu.) Kuantum bilgisinin ‘azaltılması’ yöntemi; sistemin bir Bell Testi olarak adlandırılan altın standart bir kuantum dolaşımı ölçümünden geçebilecekleri açıklığa ulaşmalarına yardımcı oldu. Bu, süperiletken sonlandırmalar için bir ilktir ve kuantum bilgisayarların yanı sıra kuantum iletişim için de faydalı olabilir.
26 Nisan’da Science’da yayınlanan diğer bir araştırma; ses kullanarak iki süper iletken kıskacını dolaştırmanın bir yolunu gösteriyor.
Bilim insanları ve mühendisler için kuantum teknolojisini ilerleten bir zorluk; kuantum sinyallerini bir ortamdan diğerine çevirebilmektir. Örneğin, mikrodalga ışık çipleri içinde kuantum sinyalleri taşımak için mükemmeldir.
Cleland: “Ancak mikrodalgalardaki hava yoluyla kuantum bilgisini gönderemezsiniz; bu şekilde sinyal sadece bozulur.”
Araştırmacı Audrey Bienfait: “Mikrodalgalar ve akustik bir arkadaş değil, bu yüzden onları iki farklı malzemeye ayırmak ve üst üste koymak zorunda kaldık. Ama şimdi bunun mümkün olduğunu gösterdiğimize göre, kuantum sensörleri için bazı ilginç yeni olanaklar sunuyor.”
