20 QUBİTLİ SCHRODINGER’IN KEDİSİ

1935 yılında fizikçi Erwin Schrödinger, bir kedinin radyoaktif bir örnek, bir dedektör ve öldürücü miktarda zehirle birlikte bir kutu içine alındığı kuantum kedi ile ilgili düşünce deneyini ortaya koydu. Radyoaktif madde bozulursa, dedektör alarmı tetikleyecek ve zehir serbest kalacaktı. Burada, kuantum mekaniğinin kurallarına göre, günlük deneyimlerden farklı olarak, kedinin ölü ya da diri olup olmadığı açık değildir. 1980’lerin başından beri, araştırmacılar deneysel olarak kuantum hallerinin bu süper-pozisyonunu deneysel olarak çeşitli yaklaşımlar kullanarak gerçekleştirebildiler. Yakın bir tarihte, dünyanın en ünlü kurumlarının birkaçından uzmanlar deneyi geliştirmek için güçlerini birleştirdi. Jülich araştırmacılarına ek olarak, sayısız Amerikan üniversitesinden bilim adamları – Harvard, Berkeley, MIT ve Caltech – ayrıca İtalyan Padua Üniversitesi bu deneye katıldı. Jian Cui, “Kedi durumundaki Qubits, kuantum teknolojilerinin gelişimi için son derece önemli kabul edilir” diyor. Jülich’teki Peter Grünberg Enstitüsü’nden (PGI-8) fizikçi, “Gelecekteki kuantum bilgisayarlarından beklenen muazzam verimlilik ve performansın sırrı, bu alanların süper-pozisyonunda bulunabilir” diyor.

Geleneksel bir bilgisayardaki klasik bitler, her zaman yalnızca, örneğin 0 ve 1’den oluşan belirli bir değere sahiptir. Bu nedenle, bu değerler birbiri ardına sadece azar azar işlenebilir. Süper-pozisyon ilkesi nedeniyle aynı anda birden fazla duruma sahip Qubitler, tek bir adımda birkaç değeri paralel olarak saklayabilir ve işleyebilir. Qubit sayısı burada çok önemlidir. Bir avuç bitle çok fazla yol alamazsınız. Ancak 20 qubit ile üst üste binmiş alanların sayısı bir milyonu aşar. Ve 300 qubit, evrendeki parçacıklardan eşzamanlı olarak daha fazla sayı depolayabilir. 20 qubitlik yeni sonuç şimdi bu değere biraz daha yaklaştı, 14 qubitli eski kayıt ise 2011’den bu yana değişmedi. Araştırmacılar bu deneyde Rydberg atom dizilerini temel alan programlanabilir bir kuantum simülatörü kullandılar. Bu yaklaşımda, optik cımbız olarak da bilinen teknik kullanıldı; ayrı ayrı atomlar (bu araştırmada rubidyum atomları), lazer ışınları tarafından yakalandı ve yan yana sırayla tutuldu. Ek bir lazer, atomları, elektronların çekirdeğin çok ötesine yerleştirildiği Rydberg durumuna ulaşana kadar uyardı. Bu işlem oldukça karmaşıktır ve genellikle çok fazla zaman alır, öyle ki hassas kedi durumu ölçülmeden önce yok edilir. Jülich’teki grup, bu sorunu çözmek için Kuantum Optimal Kontrol’deki uzmanlıklarına katkıda bulundu. Lazerleri akıllıca doğru bir şekilde açıp kapatarak, bu yeni rekoru mümkün kılan hazırlık sürecinde hızlandı. Jian Cui, “Bazı atomlara, atomik kabuklarının bitişik atomlarla birleşerek aynı anda iki zıt konfigürasyon oluşturacak şekilde şişirdiği, yani tüm eşit veya tek yerleri işgal eden uyarımları pratik olarak uyguladık. Sonunda, o kadar ilerledik ki, dalga Schrödinger’in kedisinin analojisinde olduğu gibi üst üste geldi ve Greenberger-Horne-Zeilinger durumu olarak da bilinen karşıt yapılandırmaların üst üste binmesini yaratabildik.” Yani araştırmacılar, süper iletken kuantum devrelerini kullanarak, Greenberger-Horne-Zeilinger alanında 18 qubit yaratmayı başardılar; bu da bu deneysel yaklaşım için yeni bir rekor.

Araştırmacıların ilerlemeleri Çinli bir araştırma grubunun araştırmaları ile birlikte Science dergisinde yayınlandı.

Haber Kaynağı https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190813102023.htm