Kübitler, silikon bir kuantum işlemcisinde temel bilgi birimleri niteliği taşıyor. Şimdiye kadar sadece bir avuç kübitin kontrol edildiğini gösteren kuantum bilgisayar mühendisleri ve bilim insanları, kuantum işlemcilerinin kavram kanıtlama modeliyle çalışmışlar.
Fakat Science Advances bülteninde yayımlanan son çalışmada araştırmacılar, kuantum bilgisayar mimarisinde ‘kayıp yapboz parçası’ olarak gördükleri ve olağanüstü derecede karmaşık hesaplamalar için gereken milyonlarca kübitin kontrol edilmesini mümkün kılacak bir keşif gerçekleştirdiklerini aktarıyorlar.
Üniversitenin Elektrik ve Telekomünikasyon Mühendisliği Fakültesi’nde çalışan Dr. Jarryd Pla, araştırma takımının, kuantum bilgisayar bilimcileri onlarca yıldır afallatan bir soruyu çözmek istediğini söylüyor: Daha fazla kablo bağlantısıyla alan işgal etmeden, daha fazla elektrik kullanmadan ve daha fazla ısı üretmeden birkaç tane değil, milyonlarca kübitin nasıl kontrol edileceği sorusunu.
“Elektron dönüşlü kübitlerin kontrol edilmesi, şimdiye kadar kübitin hemen dışında duran bir kabloya akım yerleştirerek mikrodalga manyetik alan iletmemize bağlıydı” diyor Dr. Pla.
“Bu durum, bir kuantum bilgisayarın yeni aşıların tasarımı gibi küresel anlamda önemli sorunları çözerken ihtiyaç duyacağı milyonlarca kübite çıkmak istediğimiz takdirde bazı önemli engeller meydana getiriyordu.”
“Öncelikle bu manyetik alanlar, mesafe olduğu zaman çok hızlı azalıyor. Dolayısıyla, sadece kabloya en yakın olan kübitleri kontrol edebiliyoruz. Bu durum, daha fazla kübit getirdikçe daha fazla kablo eklememiz gerektiğini anlamına geliyor. Ancak bunlar yongada çok büyük yer kaplar.”
Dr. Pla, yonganın -270°C altındaki dondurucu sıcaklıklarda çalışması gerektiğinden daha fazla kablo koymanın yongada çok fazla ısı üreteceğini ve kübitlerin güvenilirliğini azaltacağını söylüyor.
“Bu yüzden, söz konusu kablo yöntemiyle sadece birkaç kübiti kontrol edebiliyoruz” diyor Dr. Pla.
Araştırmacıların bulduğu çözüm ise silikon yonga yapısının yeni baştan düşünülmesini kapsıyor.
Bilim insanları milyonlarca kübit içermesi gereken küçük boyutlu silikon yongaya binlerce kontrol kablosu eklemek yerine, yonganın üstünde kübitlerin tamamını eş zamanlı şekilde kontrol edecek manyetik bir alan oluşturmayı denemişler. Araştırmayı yürüten bilim insanları arasında doktora öğrencisi Ensar Vahapoğlu da bulunuyor.