Uluslararası bilim adamları ekibi, süper iletken kuantum devrelerinin ömrünü daha da iyileştirmeyi başardı. Yüksek performanslı kuantum bilgisayarların gerçekleştirilmesi için önemli bir ön şart, depolanan verilerin mümkün olduğu kadar bozulmadan kalmasıdır. Jülich’li fizikçi Dr. Gianluıdı Catelani’nin de aralarında bulunduğu araştırmacılar, eşleşmeyen elektronları devrelerden uzaklaştıran bir tekniği geliştirdiler ve test ettiler. Bunların, kubit ömrünü kısalttığı bilinmektedir. Çalışma bugün Science dergisi tarafından çevrimiçi yayınlanıyor.
Kuantum bilgisayarlar, bir gün belli bazı görevleri yerine getirirken konvansiyonel sayısal bilgisayarlara kıyasla çok daha yüksek bilgi işlem hızı elde edebilirlerdi. Süperiletken devreler, kuantum bilgisayarların bilgi saklayabileceği ve işleyebileceği, kubit olarak bilinen kuantum bitlerini uygulamak için en umut verici adaydır. Daha önce mevcut kubitlerle ilgili yüksek hata oranları şu ana kadar, kuantum bilgisayarların boyut ve verimliliğini kısıtlamıştır. Jülich’teki Peter Grünberg Enstitüsünün Dr. Gianluigi Catelani ve meslektaşlarıyla birlikte, süper-iletken devrelerin hatasız olarak “0” veya “1 “‘i depolayabildikleri zamanı uzatmanın bir yolunu buldu. Catelani’nin yanındaki ekip, ABD’de (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Lincoln Laboratuvarı ve California Üniversitesi, Berkeley), Japonya’da (RIKEN) ve İsveç’te (Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nde) çalışan araştırmacılardan oluşur.
Süper iletken malzemeler bir maddenin belirlediği kritik sıcaklığın altında soğutulduğunda, elektronlar çift oluşturacak şekilde bir araya gelir. O zaman akım direnç olmadan akabilir. Bununla birlikte şu ana kadar, tüm elektronların bir arada toplandığı süper iletken devreler oluşturmak mümkün değildi. Tek elektron eşleşmeyen olarak kalır ve direnç olmadan akamaz. Bu sözde kuaz parçacıkları nedeniyle, enerji kaybolur ve bu devrelerin veri saklayabileceği süreyi sınırlar.Araştırmacılar şimdi, eşleşmeyen elektronları geçici olarak devre dışına çıkartabilen bir teknik geliştirdiler ve test ettiler; mikrodalga atımları yardımıyla, “dışarı pompalama” etkisi oluşturdular. Bu, kubitlerin ömründe üç kat iyileşme ile sonuçlanır.
Teorik fizikçi olarak deneysel verilerin analizine ve yorumlanmasına katkıda bulunan Catelani, “Teknik prensipte, tüm süper iletken kütleler için derhal kullanılmaya başlanabilir.” dedi. Bununla birlikte, kubit’lerin ömrünü karmaşık kuantum bilgisayarların geliştirilmesindeki birçok engelden sadece bir tanesidir. Dahası, yeni teknik, dörtlü parçacıkların kalıcı olarak çıkarıldığı değil, tekrar tekrar aktığı anlamına gelir. Bilim adamları, bu sorunu çözmeye hazır başka bir çözüm buluyorlar: Pompalama tekniği, quasipartikülleri (kuaz parçacıkları) kalıcı olarak yakalayan başka bir yöntemle birleştirebilir. Catelani, Jülich ve Yale’deki meslektaşları ile birlikte, böyle bir “quaz parçacık kapanı” nı incelemiş ve test etmiştir.
