Son yıllarda kuantum mekaniği prensiplerinden yararlanan fizikçiler ve mühendisler, klasik bilişimin sınırlarını zorlayan teknolojiler geliştirmeye devam ediyor. Bu gelişmeler arasında en dikkat çekeni, ışık veya diğer fiziksel taşıyıcılarda kodlanmış verileri depolayıp geri çağırabilen kuantum bellekler oldu. Çinli bilim insanları, bu alanda çığır açan yeni bir çalışmaya imza attı.
Şanghay Jiao Tong Üniversitesi ve Doğu Çin Normal Üniversitesi'nden araştırmacılar, kuantum bilgisi depolanırken atom-ışık etkileşimlerini kontrol eden yeni bir yöntem geliştirdi. Physical Review Letters dergisinde yayımlanan çalışmaya göre ekip, yüzde 94,6 verimlilikle çalışan ve verileri yüzde 98,91 doğrulukla saklayabilen bir Raman kuantum belleği üretti.
GÜRÜLTÜ SORUNU ÇÖZÜLDÜ
Kuantum belleğin gerçek dünya uygulamalarında kullanılabilmesi için hem yüksek verimlilik hem de yüksek doğruluk sunması gerekiyor. Ancak daha önceki çalışmalarda, verimliliği artırma çabaları genellikle sistemde ‘gürültü’ adı verilen istenmeyen dalgalanmalara yol açıyor ve bu da verinin bozulmasına neden oluyordu.
Projenin liderlerinden Profesör Weiping Zhang, birliğe yakın verimlilik ve doğruluğun kuantum bilgi işleme süreçleri için vazgeçilmez olduğunu belirtti. Zhang, bu performansa ulaşmanın alandaki temel zorluklardan biri olduğunu ve çalışmalarının mükemmel kuantum belleğini gerçekleştirmek için pratik yaklaşımlar sunduğunu ifade etti.
SİNYALLER HIZLA DEPOLANIYOR
Geliştirilen sistem, ‘uzak rezonanslı Raman şeması’ olarak bilinen özel bir atom-ışık etkileşimi türünden yararlanıyor. Bu yöntem, sadece depolamayı mümkün kılmakla kalmıyor, aynı zamanda sunduğu geniş bant avantajı sayesinde optik sinyallerin diğer yöntemlere göre çok daha hızlı depolanmasına olanak tanıyor.
Araştırmacılar, kuantum hafızasını mükemmelliğe ulaşana kadar uyarlamalı olarak kontrol etmek için hassas bir teknik kullandı. Matematiksel olarak ‘Hankel dönüşümü’ne dayanan bu teknik, atom ve ışık arasındaki uzaysal ve zamansal eşleşmeyi sağlıyor. Profesör Zhang, bu çalışmanın atom-ışık haritalamasının ardındaki fiziksel mekanizmayı ilk kez ortaya çıkardığını ve kuantum bellekte yeni bir standart belirlediğini vurguladı.
DARBOĞAZ ARTIK AŞILDI
Sıcak rubidyum-87 buharı kullanılarak test edilen bu yeni yaklaşım, bugüne kadar mükemmel kuantum belleklerin üretilmesini engelleyen ‘verimlilik-sadakat dengesi’ darboğazını aşmayı başardı. Bu gelişmenin, gelecekte uzun mesafeli kuantum iletişimi, kuantum bilgisayarlar ve dağıtılmış algılama sistemleri gibi teknolojilerin önünü açması bekleniyor.
GELECEĞİN KUANTUM AĞLARI
Ekibin bundan sonraki hedefleri arasında, fizik odaklı yeni prensipleri incelemek ve geliştirdikleri belleği hata toleranslı kuantum hesaplama mimarileri ile kuantum ağlarına entegre etmek yer alıyor. Uzmanlar, bu başarının kuantum internetin inşasında kritik bir rol oynayabileceğini belirtiyor.
