Bilgisayar Buluşlar

Kuantum Bilgisayarlar için Devrim: Nano Soğutucular

Santimetre boyutunda silikon çip, iki paralel süper-iletken osilatör ve bunlara bağlı kuantum devresi soğutucu.
Bir kuantum yongayı soğutmak için nano ölçekte soğutuculara ihtiyaç vardır.

Kuantum bilgisayarların bilgi işlem gücü sıradan işlemcilere kıyasla kat kat fazladır ve katlanarak arttırılabilir. Fakat teoride muhteşem hızlı olan bu işlemci türü henüz emekleme aşamasındadır. Çünkü veri aktarımı, hesaplama şekli, soğutma gibi bir çok engelle karşılaşmaktadır.

Elimizdeki bilgisayarlar çift katmanlı silisyum yongalardan oluşur. Bu katmanlarda transistörler aracılığıyla yalnızca iki tane bilgi taşınabilmektedir. Bu bilgi 0 veya 1 durumu olarak nitelendirilir ve “bit” olarak adlandırılır. Kuantum bilgisayarlarda işlemci bildiğimiz çift başlı yapıdan farklıdır. İşlemci yapacağı işlemin sonucu alırken bilginin 1 ya da 0 olacağına karar verebileceği gibi aynı anda hem 1 hem de 0 olduğuna da karar verebilir. İşte bunlara kuantum bit anlamında “qbit” denir. (Quantum Bit)

Araştırmacı Kuan Yen Tan, Aalto Üniversitesi’ndeki Kuantum Bilgisayar Laboratuvarında ölçümler yürütüyor.

Birden fazla değeri aynı anda kullanma yeteneği, kuantum bilgisayarlara bir defada milyonlarca hesap yapabilme yetisi kazandırmaktadır. Aynı anda 0 ve 1 olması durumunda üst üste binen işlemler çok hassastırlar. En ufak bir aksaklık bir anda qbitleri bozabilir. Örneğin; Qbitler bilgisayar soğutucusundan kaynaklanan tüm bozukluklardan korunmalıdır. Nitekim sıradan bilgisayarların soğutucuları kuantum yongaları soğutmak için yetersizdir. Çünkü karmaşık işlemlere iye olan kuantum yonga çok düşük sıcaklıklara ihtiyaç duyar.

Finlandiya’daki Aalto Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı soğutma engelini aşmış görünüyor. Buzdolabı ve klima gibi soğutma düzeneklerinde gazı sıkıştırıp gevşetme mantığı kullanılır. Bu sayede ısı alışverişi yapılır ve düzeneğin bir bölümü soğutulur. Kuantum soğutucular da buzdolaplarına benzemektedir.

Nano ölçüdeki süper iletken bir katman ile süper iletken olmayan bir katman aralarında boşluk bırakılarak bir araya getirilir. Süper iletken olan bölümde elektronlar hızla hareket ederlerken süper iletken olmayan bölümde elektronlar oldukça yavaştır. Elektriğin temel mantığı şudur “elektronlar en kolay yoldan giderler”. Yani elektronlar süper iletken olan bölüme geçmek isterler. Boşluğu aşmak için yeterli enerjiye sahip olan elektronlar bu geçişi yapabileceği için komşudan bir miktar ısı alırlar ve böylece sistemi soğuturlar.

Kuantum yongalar için nano ölçekli buzdolabı yapan bu insanlar kuşkusuz teknolojinin geleceği önemli bir buluşa imza attılar. Öyle görünüyor ki yakın gelecekte (10-15 yıl) kuantum bilgisayarlar yaşamımızda yer etmeye başlayacak.

Kuantum bilgisayarlar için daha fazla bilgi

Büyük Ölçekli Kuantum Bilgisayarlara Dair İlk Gerçekçi Proje yapıldı

Mekanik Türk’ten Kuantum Bilgisayarlara