İrlanda’daki University College Cork (UCC) bilim adamları, büyük ölçekli, hataya toleranslı kuantum bilgi işlem için gerekli yeni nesil malzemeleri bulmak için güçlü bir yeni araç geliştirdiler.
Önemli atılım, ilk kez, araştırmacıların bir malzemenin belirli kuantum hesaplama mikroçiplerinde etkili bir şekilde kullanılıp kullanılamayacağını bir kez ve tüm için belirlemenin bir yolunu buldukları anlamına gelir.
Başlıca bulgular bugün akademik dergide yayınlandı Bilim ve California Üniversitesi, Berkeley’deki Prof. Dung-Hai Lee’nin önde gelen teorik çalışmalarını ve Profesörler Sheng Ran ve Johnpierre Paglione’nin St. Louis ve Maryland Üniversitesi’ndeki maddi sentezini içeren büyük bir uluslararası işbirliğinin sonucudur.
Dünyanın sadece üç laboratuvarında bulunan ekipmanı kullanan UCC merkezli Davis Group’taki araştırmacılar, uranyum ditellurid (ute 2bilinen bir süperiletken olan, içsel bir topolojik süperiletken olması gereken özelliklere sahipti.
Topolojik bir süper iletken, yüzeyinde Majorana Fermions adlı yeni kuantum parçacıklarına ev sahipliği yapan benzersiz bir malzemedir. Teorik olarak, kuantum bilgisayarları rahatsız eden gürültü ve bozukluktan rahatsız olmadan kuantum bilgilerini stabil bir şekilde saklamak için kullanılabilirler. Fizikçiler onlarca yıldır içsel bir topolojik süper iletken avında kalıyorlar, ancak hiçbir malzeme keşfedilmedi tüm kutuları işaretlemedi.
Ute 2 2019’daki keşfinden beri içsel topolojik süperiletkenlik için güçlü bir aday materyal olarak kabul edildi, ancak hiçbir araştırma uygunluğunu kesin olarak değerlendirmemişti – şimdiye kadar.
UCC’de kuantum fiziği profesörü olan Séamis Davis tarafından icat edilen yeni bir modda faaliyet gösteren bir tarama tünel mikroskobu (STM) kullanarak, Davis Group’ta doktora araştırmacısı Joe Carroll tarafından yönetilen bir ekip ve Kuanysh Zhusupbekov, bir kez ve tüm için bir kez ve tüm sonuç olarak sonuçlanabilmek isteyebilir. 2 doğru tür topolojik süper iletkendir.
Sadece “Andreev” STM kullanılarak gerçekleştirilen deneyler – sadece Prof. Davis’in Cork’taki Laboratuarlarında, İngiltere’deki Oxford Üniversitesi ve New York’taki Cornell Üniversitesi – UTE’yi keşfetti. 2 gerçekten de içsel bir topolojik süper iletkendir, ancak fizikçilerin aradığı türden tam olarak değil.
Bununla birlikte, türünün ilk örneği kendi içinde bir atılımdır.
Deney hakkında sorulduğunda Bay Carroll bunu şöyle açıkladığında “Geleneksel olarak araştırmacılar metalik probları kullanarak ölçüm alarak topolojik süperiletkenleri aradılar. Bunu yaparlar, metaller basit malzemelerdir, bu yüzden deneyde esasen hiçbir rol oynarlar. Tekniğimizle ilgili yeni olan, ute yüzeyini sorgulamak için başka bir süper iletken kullanmamızdır.2. Bunu yaparak normal yüzey elektronlarını sadece majorana fermiyonlarını geride bırakarak ölçümümüzden hariç tutuyoruz. “
Carroll ayrıca, bu tekniğin bilim adamlarının topolojik kuantum hesaplama için diğer malzemelerin doğrudan uygun olup olmadığını doğrudan belirlemelerine izin vereceğini vurguladı.
Kuantum bilgisayarlar, mevcut nesil bilgisayarların çözülmesi yıllar alacak karmaşık matematiksel problemleri saniyeler içinde cevaplama kapasitesine sahiptir. Şu anda, dünyanın dört bir yanındaki hükümetler ve şirketler giderek daha fazla kuantum bitine sahip kuantum işlemciler geliştirmek için yarışıyor, ancak bu kuantum hesaplamalarının kararsız doğası önemli ilerlemeleri geride bırakıyor.
Bu yılın başlarında Microsoft, şirketin “dünyanın ilk kuantum işleme birimi (qPU) topolojik bir çekirdek tarafından desteklenen” dediği Majorana 1’i duyurdu.
Microsoft, bu ilerlemeyi sağlamak için, geleneksel malzemelerin özenle tasarlanmış yığınlarına dayanan sentetik topolojik süperiletkenlerin gerekli olduğunu açıkladı.
Bununla birlikte, Davis Group’un yeni çalışması, bilim adamlarının artık bu karmaşık devrelerin yerini almak için tek malzemeler bulabileceği, potansiyel olarak kuantum işlemcilerde daha fazla verimliliğe yol açtığı ve böylece tek bir çipte daha fazla kubit sağladığı ve böylece bizi yeni nesil kuantum hesaplamaya yaklaştırmasına neden olduğu anlamına geliyor.
News
