Princeton Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, laboratuvar çalışmalarında daha önce bildirilenlerden üç kat daha uzun bir tutarlılık süresine sahip yeni bir süper iletken kübit geliştirdiler. Transmon kübitlerinin temel teknolojisi Google ve IBM tarafından da kullanılıyor. Ancak, üniversiteye göre, Princeton tarafından geliştirilen kübit, teknoloji devlerinden 15 kat daha iyi bir tutarlılık süresi sunuyor.
Google kuantum işlemcisi beklentilerin üzerine çıkıyor
Kuantum bilgisayarlar, geleneksel bilgisayarların bile ele alamadığı hesaplamaları vaat eden, yeni nesil bilgi işlem teknolojisinin kutsal kasesi olarak kabul ediliyor. Bu alandaki son gelişmeler, şirketleri bu teknolojinin ticari uygulamaları için çaba göstermeye teşvik etti. Bununla birlikte, kuantum bilgisayarlar ana akım haline gelmeden önce ele alınması gereken birçok çözülmemiş sorun var.
Bunlardan biri de kübitin ömrü. Tutarlılık süresi olarak adlandırılan bu süre, bir kübitin arızalanmadan önce bilgiyi ne kadar süreyle tutabileceğini tanımlar. Bir kübit arızalandığında, karmaşık hesaplamalar yapmak için artık kullanılamaz ve bu bilginin kaybı hatalara yol açarak kuantum hesaplamanın kullanımını daha da karmaşık hale getirebilir. Princeton’ın yeni geliştirdiği kübit, kuantum hesaplama araştırmalarındaki bu temel sorunu ele alıyor.
Transmon kübitleri, son derece düşük sıcaklıklarda çalışan, kuantum araştırmalarında kullanılan bir başka kübit türüdür. Google ve IBM gibi şirketlerin transmon kübitlerini benimsemesinin nedenlerinden biri, parazitlere karşı yüksek toleransları ve üretim kolaylıklarıdır. Ancak araştırmalar, bu kübitlerin tutarlılık süresini iyileştirmenin son derece zor olduğunu göstermiştir. Bunun başlıca nedeni, bu kübitlerin üretiminde kullanılan malzeme kalitesidir. Bu nedenle, Nathalie de Leon ve Andrew Houck liderliğindeki Princeton araştırmacıları, malzeme değişikliğinin yardımcı olup olamayacağını merak ettiler.
Ekip, üniversiteden kimyager Robert Cava’nın da yardımıyla, kuantum devrelerini oluşturmak için nadir toprak elementi tantal kullandı. Tantal son derece sağlamdır ve üretim sırasında kirliliği gidermek için yapılan en zorlu temizleme işlemlerine bile dayanır.
Safir alt tabaka üzerine yapılan devre, tutarlılık sürelerinde bir artış gösterdi, ancak yine de başka bir sorun vardı. Ekip, safir alt tabakadan daha fazla enerji kaybı gözlemledi ve onu modern bilgisayar üretiminde yaygın olarak kullanılan yüksek kaliteli silikonla değiştirmeye karar verdi.
Silikon alt tabaka üzerine kübit üretmek teknik olarak çok zordu, ancak Princeton ekibi azimle çalıştı ve sonunda teknik engelleri aşmayı başardı. Sonuç, Google ve IBM’in şimdiye kadar elde ettiklerinden 15 kat daha iyi tutarlılık sürelerine sahip bir transmon kübiti oldu.
