İsviçre’deki EPFL Üniversitesi’nde görevli bir araştırma ekibi, kuantum hesaplama alanında büyük bir atılım yaparak uzaydan bile daha soğuk bir ortam sağlayabilen iki boyutlu bir kuantum soğutma sistemi geliştirdi. Bu teknolojik ilerleme, geleneksel soğutma yöntemlerinin kuantum hesaplama sistemlerindeki gelişmeleri kısıtlamasını ortadan kaldırıyor. Yeni sistem, mevcut kuantum bilgisayarlarına kolayca entegre edilebilen hazır parçalar kullanıyor.
Gabriele Pasquale ve Yenilikçi Kuantum Soğutma Cihazı
EPFL’deki Nanoölçekli Elektronik ve Yapılar Laboratuvarı’nda doktora öğrencisi olan Gabriele Pasquale, geliştirdikleri kuantum soğutma cihazı hakkında şunları söylüyor: “Soğuk bir ofisteki bir dizüstü bilgisayarı düşünün; bu bilgisayar çalışırken ısınır ve bu durum odanın sıcaklığını artırır. Kuantum hesaplama sistemlerinde, kübitlerin bu ısıdan korunması çok önemli bir konu. Bizim cihazımız bu gereksinimi karşılıyor.” Kübitlerin işlevlerini sürdürebilmesi için -273 santigrat dereceye kadar soğutulmaları gerekiyor. Ancak, mevcut elektronik cihazlar bu düşük sıcaklıklarda bile ısı üretmeye devam ediyor ve bu ısının dağıtılması zor bir sorun oluşturuyor.
Uzaydan Bile Daha Soğuk Ortam Sağlayan İnovatif Sistem
EPFL’nin geliştirdiği iki boyutlu kuantum soğutma cihazı, testler sırasında 100 milikelvinlik soğutulmuş bir ortamda ısıyı voltaja dönüştürmeyi başardı; bu sıcaklık, uzaydan bile daha soğuk bir ortam sağlıyor. Araştırma ekibi, bulgularını Nature Nanotechnology dergisinde yayımladı. Cihaz, grafenin mükemmel elektriksel iletkenliğini, indiyum selenidin yarı iletken özellikleriyle birleştiriyor. Bu benzersiz yapı, EPFL’nin yeni kuantum soğutma cihazına üstün bir performans sağlıyor.
Termogüç Dönüşümü ve İleri Teknoloji
İki boyutlu yapısıyla dikkat çeken cihaz, Nernst etkisini kullanarak verimliliğini artırıyor. Nernst etkisi, bir nesneye dik bir manyetik alan uygulandığında elektrik voltajı oluşturan bir termoelektrik olgudur. Cihazın bu özelliği, mühendislerin verimliliği elektronik olarak ayarlayabilmesine olanak sağlıyor. Düşük sıcaklıklarda termogüç dönüşümü konusu, akademik ve bilimsel alanda yeterince araştırılmamış bir alandır. EPFL’deki araştırma ekibi, cihazlarının mevcut düşük sıcaklıklı kuantum devrelerine entegre edilebileceğini ve kolayca elde edilebilen elektronik parçalar kullandığını belirtiyor.
Geleceğin Teknolojilerine Yön Veren İlerleme
Bu yenilikçi cihaz, pahalı yükseltmeler gerektirmeden mevcut kuantum hesaplama donanımlarına uygulanabilir ve seri üretime geçilebilir. Bu erişim kolaylığı, daha fazla laboratuvarın yakında sistemi kuantum bilgisayarlarına ekleyerek test etmesine imkan tanıyacak. Gabriele Pasquale, “Bu bulgular nanoteknolojide önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor ve milikelvin sıcaklıklarında kuantum hesaplama için gerekli olan gelişmiş soğutma teknolojilerinin geliştirilmesi için umut veriyor. Bu başarının gelecekteki teknolojilerde soğutma sistemlerinde devrim yaratabileceğine inanıyoruz.“
