Uzun ömürlü kübitler kuantum interneti 2.000 km'ye taşıyor

Bilgisayar

Teknolojik Yenilik Web Sitesi Editör Ekibi - 11/11/2025

Kübitlerin uzun ve verimli bir ömür sürmesini sağlayan yeni bir teknikle üretilen inanılmaz derecede saf nadir toprak kristalleri. [Görsel: Jason Smith/UChicago]

Kuantum İnternet

Kuantum bilgisayarlarını birbirine bağlamak (geleceğin kuantum interneti de dahil olmak üzere güvenli, yüksek hızlı kuantum ağları oluşturmak), parçacık dolanıklığının fiber optik kablolar boyunca devam etmesini sağlamayı gerektirir. Bu atomlar ne kadar uzun süre dolanık kalırsa (karşılıklı kuantum tutarlılığı korunursa), kuantum bilgisayarlarının birbirleriyle iletişim kurabileceği mesafe o kadar artar.

Şu anda iki kuantum bilgisayarının fiber optik kablo üzerinden birbirleriyle haberleşebileceği maksimum mesafe birkaç kilometredir.

ABD'deki Chicago Üniversitesi'nden Shobhit Gupta ve meslektaşları, daha sonra ağ donanımını (iletişim ve sinyal yükseltme) bir kenara bırakarak dikkatlerini kübitlerin kendilerine yönelttiler ve bunların birbiriyle bağlantısını güçlendirmeye, yani dolaşık kalma sürelerini artırmaya çalıştılar.

Tek tek erbiyum atomlarının kuantum tutarlılık sürelerini 0,1 milisaniyeden 10 milisaniyenin üzerine çıkarmayı başardılar; bu da sinyallerin mevcut donanım kullanılarak fiber optik kablolar üzerinden 2.000 km'den fazla mesafe kat edebileceği anlamına geliyor. Bir vakada, iki atom arasındaki bağlantı 24 milisaniyeye kadar sürdü; bu da teorik olarak kuantum bilgisayarlarının 4.000 km gibi etkileyici bir mesafede bağlantı kurmasına olanak tanırdı, ancak bu yine de sıra dışı bir sonuçtu.

Ekibin koordinatörü Profesör Tian Zhong, "Küresel ölçekte kuantum interneti kurma teknolojisi ilk kez elimizin altında" dedi.

Uzun ömürlü kübitlerin yapısı. [Görsel: Shobhit Gupta ve ark. - 10.1038/s41467-025-64780-6]

Uzun ömürlü kübitler

Yenilik, yeni veya farklı malzemeler kullanmaktan değil, aynı malzemeleri farklı bir şekilde kullanarak cihazlar üretmekten ibaretti. Ekip, kuantum dolanıklığı oluşturmak için gereken nadir toprak elementleriyle katkılanmış kristalleri, geleneksel Czochralski yöntemi yerine moleküler ışın epitaksisi (MBE) adı verilen bir teknik kullanarak üretti.

Zhong, Czochralski yöntemine atıfta bulunarak, "Bu malzemenin geleneksel üretim yöntemi, temel olarak malzemeleri bir tavada eritmekten ibarettir," dedi. "Doğru oranda malzeme ekleyip her şeyi eritiyorsunuz. Karışım 2.000 santigrat derecenin üzerine çıkıyor ve kristalleşene kadar yavaşça soğutuluyor."

Kristali bir bilgisayar bileşenine dönüştürmek için, kimyasal olarak istenen şekle "yontulması" gerekir. Bu, bir heykeltıraşın bir mermer blokla başlayıp heykele ait olmayan her şeyi çıkarmasına benzer.

MBE (moleküler ışın epitaksisi), daha çok 3 boyutlu baskıyı andırır. Malzeme püskürtülerek ince katmanlar oluşturulur ve bu katmanlar, keski, çekiç ve zımparalama işlemine gerek kalmadan, heykeltıraş benzetmesini sürdürecek şekilde, gerekli kristalin son haline getirilmesini sağlar.

Zhong, "Sıfırdan başladık ve sonra bu cihazı atom atom birleştirdik," dedi. "Bu malzemenin kalitesi veya saflığı o kadar yüksek ki, bu atomların kuantum tutarlılık özellikleri mükemmel hale geliyor."

Ekip şu anda bu "uzun ömürlü" kübitlerin gerçek testlerine hazırlanıyor ve bunu 1.000 km'lik optik fiber makaraları kullanarak yapmayı planlıyor. Zhong, "Diyelim ki Chicago'dan New York'a optik fiber döşemeden önce, bunu tam burada, laboratuvarımda test edeceğiz," dedi.

Diğer haberler:

Daha fazla konu