Kuantum Fiziği Kullanılarak Birleştirilmiş Elmaslar
Viyana Teknoloji Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, iki elmastaki belirli kusurları birbirleriyle birleştirmeyi başardılar. Bu, kuantum bilgisayarlarda kullanılan çok hassas sensörler ve anahtarlar gibi yeni uygulamaların geliştirilmesinde önemli bir ön şarttır.
Önemsiz kusurları olan elmaslar, kuantum teknolojisinin geleceğinde hayati bir rol oynayabilir. Viyana Teknoloji Üniversitesi’ndeki araştırmacılar şu ana kadar bu elmasların kuantum özelliklerini inceliyorlardı ve şimdi iki elmastaki belirli kusurları birbirleriyle birleştirmeyi başarabildiler. Bu, kuantum bilgisayarlarda kullanılan çok hassas sensörler ve anahtarlar gibi yeni uygulamaların geliştirilmesinde önemli bir ön şarttır. Araştırmanın sonuçları Physical Review Letters dergisinde yayınlanacak.
Uygun bir kuantum sistemi araştırmasında:
Viyana Teknoloji Üniversitesi Atom ve Subatomik Fizik Enstitüsünde görev yapan melez kuantum araştırma grubunun başında bulunan Johannes Majer, “Ne yazık ki, kuantum sistemleri çok kırılgan ve çok hızlı bozunuyor.” açıklamasını yaptı. Bu nedenle, teknik uygulamalar için kullanılabilen kuantum sistemlerinin bulunması amacıyla ayrıntılı araştırma yapılmaktadır. Belli bir avantaja sahip umut vadeden bazı adaylar olmasına rağmen şimdiye kadar tüm şartları aynı anda yerine getiren bir sistem bulunmamaktadır.
“Çok spesifik kusurları olan elmaslar, kuantum bilgisayarları gerçek yapmak için olası bir adaydır” Diyor Johannes Majer. Saf bir elmas sadece karbon atomlarından oluşur. Ancak bazı elmaslarda, bir karbon atomu yerine bir azot atomu bulunduğu ve bununla komşu olduğu noktalar olabilir. Azot atomu ve boşluktan oluşan bu kusur, çok dayanıklı bir duruma sahip kuantum sistemi oluşturarak, bu kusurlarla ideal bir şekilde kuantum deneylerine uygun elmaslar hazırlar.
Her şey birleşmeye bağlı:
Aslında birçok kuantum teknolojik uygulaması için önemli bir ön şart, elmas sistemleri için mümkün olan bu tür kuantum sistemlerini bir araya getirmektir. “İki azot boşluğu kusurunun arasındaki etkileşim çok zayıftır ve yalnızca yaklaşık 10 nanometreye ulaşıyor.” Dedi Majer.
Ancak, şu anda mikrodalga radyasyonu üreten süper iletken bir kuantum çipi yardımı ile bu başarıya ulaşılmıştır. Viyana Teknoloji Üniversitesi’ndeki ekip, birkaç yıldır mikrodalga fırın yardımıyla elmasların nasıl manipüle edilebileceğini araştırıyor. “Elmaslardaki milyarlarca azot boşluğu kusurları bir mikrodalga alanıyla birlikte birleştiriliyor. Bu şekilde, elmasların kuantum durumu manipüle edilebilir ve okunabilir.” Diyor Majer.
Ekip bir sonraki adımını atmayı başardı. Çipin her iki ucunda bir tane olmak üzere iki elmas arasında etkileşim sağlandı. ” Bu etkileşim aradaki mikrodalga rezonatörü aracılığı ile gerçekleşir. Burada, rezonatör normal bir bilgisayardaki veri yolununkine benzer bir rol oynamaktadır.” Diyor Johannes Majer.
İki elmas arasındaki bağlantının anahtar ile açılıp kapatılması mümkündür. “İki elmas belli bir açı ile birbirine doğru döndürülür. Buna ek olarak, manyetik alan uygulanmakta ve yön belirleyici bir rol oynamaktadır. Her iki elmas da manyetik alan içinde aynı açı ile hizalanırsa, kuantum fiziği kullanılarak bağlanabilirler. Diğer manyetik alan yönleriyle, birleşmeden tek tek elmasları incelemek mümkündür. ” Diyor mevcut çalışmanın baş yazarı Thomas Astner. Deneydeki ilk veriler, lisans tezinin bir parçası olarak Noomi Peterschofsky tarafından alındı. Thomas Astner ve Stefan Nevlacsil, daha sonra Master tezinin bir parçası olarak bir deneyde elmasların birleşmesini göstermeyi başardı.
Kaynak: sciencedaily.com
