Bildiğiniz bilgisayarları unutun! Bu bilgisayar kuantum bilgisayarı, üstüne üstlük elmastan yapılmış bir kuantum bilgisayarı! İşte hayret verici detaylar…
Kaliforniya Santa Barbara Üniversitesi önderliğindeki uluslararası araştırma grubunun çalışmaları sonucu, quantum bilgisayarların hayata geçirilmesi için gereken ilk adım atıldı. Deneyler için kurulan iki kubit (Qubit) değerindeki sistem, sentetik elmas kristali üzerinde elde edildi.
Kubit, kuantum hesaplamalarında kullanılan ve normal bit biriminin eşleniği olan kuantum veri saklama birimi. Devrim yaratan özelliği ise, sadece 1 veya 0 değerini taşıyabilen normal bitin aksine aynı anda hem 1 hem de 0 değerini taşıyabilmesi.
Araştırma ekibinden Zhihui Wang’a göre, qubitlerin gerçekleşmesini sağlayan şey, atomların elektron dönüşü ve çekidek dönüşü arasındaki ince etkileşimler. Deney sisteminde kullanılan sentetik elmas kristali de bu etkileşimin gözlenmesi ve değiştirilmesine en uygun malzemedir.
Elektronların dönüşü, manyetik alan etkisi altında çok hızlı değişir. Çekirdek dönüşünün aynı oranda etkilenmesi için ise bin kat daha fazla zaman gerekir. Teoriye göre, aynı kristalin elektronları işlem amaçlı kullanılırken, çekirdekleri veri depolamak için kullanılabilir.
Manyetik alan etkisi altında elektronların ve çekirdeklerin etrafında döndüğü eksenler hareket eder. Aynı hareket, yerçekimi yüzünden dengesi bozulan bir topaçıni, yere düşmeden önce salınım yaparak dönemesinde incelenebilir.
Kubit olarak kullanılan ortamın, bütünlük bozulmasına karşı korunabildiğinin kanıtlanmış olması çok önemli. Çünkü çevresel etmenlerden ötürü bütünlük bozulması, bu güne kadar çalışan bir kuantum bilgisayarının yaratılmasının önündeki en büyük engeldi. Kubitlerin bütünlüğünün bozulması en uygun tabirle, sabit diskin fırında pişirilmesine eşdeğerdir.
Deney düzeneğinde IIa tipi sentetik elmas kullanıldı. Üretimi çok zor ve pahalı olan elmas, sadece 5 milimetreküp hacminde. Elmasın özelliği, tamamen sentetik olduğu için doğal elmaslarda bulunmayan özel yapılar içerebilmesi. Azot atomları içeren elmasın kubit depolama ortamı olarak kullanılmasını kolaylaştıran elektrik ve optik özellikleri olduğu belirtiliyor. Elmas yapısına gömülmüş azot atomlarından oluşan elmas yapılarının her biri bir kubit olarak kullanılabiliyor. Elmas yapısı içinde gömülmüş azot atomu ve azotun yanında oluştutulmuş bir boşluktan oluşan NV merkezleri, dışardan sağlanan elektromanyetik etkileşimle kontrol edilip kubit olarak kullanılabiliyor. Azot atomlarının elektron ve çekirdeklerine dışarıdan müdahale ederek dönüş eksenlerini değiştirmek, hafızaya veri yazmaya denk geliyor.
