Bilim insanları, molekülleri birbirlerinden kilometrelerce uzakta olsalar bile birbirleriyle eşzamanlı olarak etkileşime girmelerini sağlayan tuhaf ve özel duruma bağlayarak kuantum hesaplamayı ilerletebilecek bir buluşa imza attı.

Kuantum bilgisayarlar birtakım sorunları klasik bilgisayarlardan çok daha süratli çözebilir zira tıpkı anda çok sayıda paralel hesaplamayı büyük bir süratle gerçekleştirebiliyor. Klasik bir bilgisayar biti 0 yahut 1 kıymetini alırken, kuantum bitleri yani kübitler tıpkı anda 0 ve 1’in süperpozisyonunda olabilir ve bu da birebir anda çok çeşitli hesaplamaların yapılmasına imkan tanır.

Bu bilgisayarlar, cihanın zıt uçlarında yer alsalar bile parçacıkların eşzamanlı olarak etkileşime girdikleri kuantum fiziği olgusu “dolanıklık”tan yararlanıyor. Fizikçi Albert Einstein bu özel durumu “uzak uzaklıktaki ürkütücü eylem” diye tanımlamıştı.

Dolanıklık, iki parçacığın birbiriyle ayrılmaz bir biçimde temaslı hale gelmesiyle gerçekleşir, böylelikle bir parçacık öteki parçacıktan ışık yılı uzakta olsa bile bu ilişki devam eder.

KUANTUM DOLANIKLIĞI ZORLUK OLMAYA DEVAM EDİYOR

Kuantum dolanıklığındaki ilerlemeler, davranışlarının simüle edilmesi sıkıntı olan karmaşık sistemlerin bilgisayar modellerinin geliştirilmesini ve klâsik muadillerinden daha süratli ölçüm yapan kuantum sensörlerinin yapılmasını sağlayabilir.

Ancak denetim edilebilir kuantum dolanıklığı elde etmek hala bir zorluk olmaya devam ediyor.

Independent Türkçe’nin aktardığı bu çalışma, araştırmacıların kübit oluşturmak için hangi platformun (birkaç örnek vermek gerekirse iyonlar, fotonlar yahut atomlar) en güzeli olduğuna dair hala emin olmamalarından kaynaklanıyor.

Science isimli bilimsel mecmuada yayımlanan yeni çalışma, birinci sefer tek moleküllerin dikkatlice manipüle edilerek, birbirine bağlanmış kuantum durumlarına dönüştürülebileceğini gösterdi.

ABD’deki Princeton Üniversitesinden çalışmanın ortak müellifi Yukai Lu, “Yani pratik manada bu, kuantum bilgisini depolamanın ve işlemenin yeni yolları olduğu manasına geliyor” dedi.

Moleküller atomlardan daha fazla biçimde etkileşime girebildiğinden, araştırmacılar dolaşıklıklarının karmaşık sistemlerin simülasyonu üzere kimi uygulamalar için çok uygun olabileceğini söylüyor. Örneğin, bir molekül birden fazla modda titreşebilir ve dönebilir; bu modların ikisi bir kübiti kodlamak için kullanılabilir. Fakat molekülleri kuantum hesaplama için cazip kılan hürlük dereceleri, laboratuvar ortamlarında denetim edilmelerini zorlaştırıyor.

Son çalışmada bilim insanları, ultra soğuk derecelere kadar molekülleri soğutmak için lazer kullanımı da dahil kuantum mekaniğinin ön plana çıktığı birkaç dikkatli yaklaşım kullanarak bu zorlukların üstesinden geldi.

Daha sonra araştırmacılar, ultra küçük molekülleri manipüle etmek için kullanılan mikrodalga atışları ve “optik cımbızlar” yardımıyla, tek moleküllerin birbirleriyle uyumlu bir formda etkileşime girmesini ve dolaşık hale gelmesini sağlayabildi.

Araştırmacılar bu türlü bir dolaşıklığın hem kuantum hesaplama hem de karmaşık sistemlerin simülasyonu için yapıtaşı olduğunu söylüyor. Çalışmanın bir başka müellifi Lawrence Cheuk, “Kuantum bilimi için molekülleri kullanmak yeni bir hudut ve isteğe bağlı dolaşıklığı kanıtlamamız, moleküllerin kuantum bilimi için uygun bir araç olarak kullanılabileceğini göstermede değerli bir adım” dedi.