GELECEKTE IŞINLANMA MÜMKÜN MÜ? EVET, KUANTUM DÜNYASINDA MÜMKÜN

İnsan teleportasyonu sadece bilimkurguda mevcut olsa da, kuantum mekaniğinin atom altı dünyasında teleportasyon mümkündür – ancak tipik olarak televizyonda tasvir edildiği gibi değil. Kuantum dünyasında ışınlanma, maddenin taşınması yerine bilginin taşınmasını içerir.Geçen yıl bilim insanları, fotonlar fiziksel olarak bağlı olmasalar bile bilginin bilgisayar çiplerindeki fotonlar arasında aktarılabileceğini doğruladılar.

Şimdi, Rochester Üniversitesi ve Purdue Üniversitesi’nden yapılan yeni araştırmaya göre, elektronlar arasında ışınlanma da mümkün olabilir.

Nature Communications’da yayınlanan ve Physical Review X’de yayınlanacak olan bir makalede, Rochester’da fizik profesör yardımcısı John Nichol ve Rochester’da fizik profesörü Andrew Jordan da dahil olmak üzere araştırmacılar, uzak elektronlar arasında etkileşim yaratmanın yeni yollarını araştırıyorlar. Araştırma, daha hızlı ve daha verimli işlemciler ve sensörler sağlayarak teknoloji, tıp ve bilimde devrim yapma potansiyeline sahip olan kuantum bilişimin geliştirilmesinde önemli bir adımdır.

Kuantum ışınlanma, Albert Einstein’ın ünlü “uzaktan ürkütücü eylem” olarak adlandırdığı şeyin – kuantum dolaşıklığı olarak da bilinir – bir gösterisidir. Dolaşıklıkta – kuantum fiziğinin temel kavramlarından biri – bir parçacığın özellikleri, parçacıklar geniş bir mesafe ile ayrılsa bile, diğer parçacığın özelliklerini etkiler. Kuantum ışınlanma, üçüncü bir parçacığın durumunun, durumunu iki dolaşmış parçacığa anında “ışınladığı” iki uzak, dolaşmış parçacığı içerir.Kuantum ışınlanma, kuantum hesaplamada bilgi aktarımı için önemli bir araçtır.

Tipik bir bilgisayar, bit adı verilen milyarlarca transistörden oluşurken, kuantum bilgisayarlar bilgileri kuantum bitleri veya kübitler olarak kodlar. Bir bit, “0” veya “1” olabilen tek bir ikili değere sahiptir, ancak kubitler aynı anda hem “0” hem de “1” olabilir. Bireysel kübitlerin aynı anda birden fazla durumu işgal edebilmesi, kuantum bilgisayarların büyük potansiyel gücünün temelini oluşturur.

Bilim insanları son zamanlarda uzaktan dolaşmış çift kubbeler oluşturmak için elektromanyetik fotonlar kullanarak kuantum ışınlanmayı kanıtladı.Bununla birlikte, tek tek elektronlardan yapılan kübitler de yarı iletkenlerde bilgi iletimi için umut vericidir.Nichol, “Bireysel elektronlar birbirleriyle çok kolay etkileşime girdikleri için kubit vaat ediyor ve yarı iletkenlerdeki bireysel elektron kübitleri de ölçeklenebilir” diyor. “Elektronlar arasında uzun mesafeli etkileşimler oluşturmak, kuantum hesaplama için çok önemlidir.” Teleportasyon için gerekli olan uzun mesafeleri kapsayan dolaşmış elektron kubit çiftleri oluşturmak zor olsa da: fotonlar uzun mesafelerde doğal olarak yayılırken, elektronlar genellikle tek bir yerle sınırlı durmaktadırlar.DOLAŞIK ELEKTRON ÇİFTLERİ Araştırmacılar, elektronları kullanarak kuantum ışınlanmayı göstermek için, Heisenberg değişim kuplajının prensiplerine dayanan yakın zamanda geliştirilen bir teknik kullanmışlardır. Tek bir elektron, kuzey kutbu ve yukarı veya aşağı işaret edebilen bir güney kutbu olan bir çubuk mıknatıs gibidir.

Kutbun yönü – örneğin kuzey kutbu yukarı veya aşağı dönük olsun – elektronun manyetik momenti veya kuantum dönüş durumu olarak bilinir. Bazı parçacık türleri aynı manyetik momente sahipse, aynı anda aynı yerde olamazlar. Yani, aynı kuantum haldeki iki elektron birbirinin üzerine oturamaz.Araştırmacılar tekniği dolaşmış çift elektronları dağıtmak ve spin durumlarını ışınlamak için kullandılar.Nichol, “Parçacıklar asla etkileşmese de iki elektron arasında dolaşma yarattığımız ‘dolaşıklık takası’ ve ışınlanma kullanarak kuantum hesaplama için potansiyel olarak yararlı bir teknik olan“ kuantum kapısı ışınlanması ”için kanıt sağlıyoruz. “Çalışmamız bunun fotonlar olmadan bile yapılabileceğini gösteriyor.

”Sonuçlar, sadece fotonları değil, tüm maddelerin spin durumlarını içeren kuantum ışınlanma üzerine gelecekteki araştırmaların yolunu açıyor ve kübit yarı iletkenlerdeki bireysel elektronların şaşırtıcı derecede yararlı yetenekleri için daha fazla kanıt sağlıyor.

More from Bilim Kurgu

---