Şimdiye dek ölçülen en zayıf yerçekimi kuantum fiziği araştırmasında oluşturuldu

"Einstein'la kuantum mekaniğini buluşturabilir"

Bilim insanları, Einstein'ın genel görelilik kuramıyla kuantum teorisini uzlaştırabilmek için uzun süredir çalışıyor (Unsplash)
Bilim insanları, Einstein'ın genel görelilik kuramıyla kuantum teorisini uzlaştırabilmek için uzun süredir çalışıyor (Unsplash)
TT

Şimdiye dek ölçülen en zayıf yerçekimi kuantum fiziği araştırmasında oluşturuldu

Bilim insanları, Einstein'ın genel görelilik kuramıyla kuantum teorisini uzlaştırabilmek için uzun süredir çalışıyor (Unsplash)
Bilim insanları, Einstein'ın genel görelilik kuramıyla kuantum teorisini uzlaştırabilmek için uzun süredir çalışıyor (Unsplash)

Bilim insanları, kuantum mekaniği deneyinde mikroskobik ölçekte yerçekimi gözlemledi. 

Hollanda'daki Leiden Üniversitesi'nden araştırmacıların yaptığı çalışmada, Albert Einstein'in genel görelilik teorisiyle kuantum mekaniği arasındaki ilişkiyi anlamaya yönelik önemli bir adım atıldı. 

Bilimsel dergi Science Advances'ta dün yayımlanan çalışmada, manyetik özelliğe sahip süperiletken bir düzenek oluşturuldu. 

Nadir bir kimyasal element olan tantaldan yapılma bu düzenek, evrende mümkün en düşük sıcaklığa yani -268.7 santigrat dereceye kadar soğutuldu.

Deneyde kullanılan parçacık da 0,25 milimetrelik neodyum mıknatısla 0,25 milimetrelik bir cam kürenin birleştirilmesiyle hazırlandı. Bu parçacık, manyetik düzenek üzerinde havada asılı tutuldu. 

Daha sonra elektrikli bisiklet tekerine üç adet 2,45 kilogramlık pirinç ağırlıklar kondu ve bu da düzenekten yarım metre öteye yerleştirildi. İki nesne arasındaki çekim kuvveti, nesnelerin kütlelerine ve aralarındaki mesafeye bağlı. Kütlenin büyüklüğü ve yakınlık arttıkça, çekim gücü de yükseliyor. 

Deneyde, tekerin çalıştırılmasıyla yarım miligramlık parçacığa 30 attonewton çekim gücü uygulandığı gözlemlendi. 

Leiden Üniversitesi'nden Tim Fuchs, "Tekerleği döndürmeye başladık ve parçacık tıpkı salıncak gibi hareket etti. Yerçekimi kuvveti parçacığı çekiyor, sonra bırakıyor ardından da tekrar çekiyor" dedi. 

Böylelikle bilim insanları şimdiye kadarki en zayıf yerçekimini ölçmüş oldu. Bir önceki rekor, 2021'de 90 miligramlık altın bir küreyle yapılan deneyde elde edilmişti.

Fuchs, yeni deneyin Einstein'ın genel görelilik teorisiyle kuantum mekaniğini birlikte düşünebilme açısından önemli bir gelişme olduğunu belirterek şunları söyledi: 

Kuantum mekaniğiyle Einstein'ın yerçekimi teorisi olan genel göreliliğin, formüle ettiğimiz şekliyle uyumlu olmadığını biliyoruz. Bu teoriler birlikte çalışmıyor dolayısıyla birinden veya her ikisinden de vazgeçilmesi gerektiğini biliyoruz. Bizim çalışmamız, bu iki teori arasındaki açığı gerçek deneylerle kapatmayı amaçlıyor.

Teorik fizikçi, kuantum mekaniğiyle genel göreliliği bir araya getireceği düşünülen "kuantum yerçekimine" bir adım daha yaklaştıklarını belirtti. 

Fuchs, yerçekiminin kuantum ölçeğinde nasıl çalıştığını anlamanın, evrenin başlangıcından karadeliklerde olup bitene kadar bazı büyük gizemlerin çözülmesini sağlayabileceğine dikkat çekti.

Independent Türkçe, Guardian, Science Alert



Çin, süper bilgisayarlardan 1 katrilyon daha hızlı kuantum bilgisayarı tanıttı

Zuchongzhi-3 çipinin şematik diyagramı (USTC)
Zuchongzhi-3 çipinin şematik diyagramı (USTC)
TT

Çin, süper bilgisayarlardan 1 katrilyon daha hızlı kuantum bilgisayarı tanıttı

Zuchongzhi-3 çipinin şematik diyagramı (USTC)
Zuchongzhi-3 çipinin şematik diyagramı (USTC)

Yeni bir süper iletken kuantum bilgisayar prototipini tanıtan Çinli bilim insanları, bunun yepyeni bir işlemci çağına zemin hazırlayacağını iddia ediyor.

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (USTC) araştırmacılar, bu kuantum bilgisayarın en hızlı süper bilgisayardan 1 katrilyon (1015) kat daha hızlı çalıştığını söylüyor.

Physical Review Letters adlı akademik dergideki yeni çalışmada açıklanan kuantum işlemcinin, Google'ın son deneyinden de 1 milyon kat hızlı olduğu tespit edildi.

Dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları, klasik bilgisayarlar için mümkün olmayan görevleri yerine getirebilecek kuantum bilgisayarlar inşa etmeye çalışıyor.

Kuantum bilgisayarları test etmek ve karşılaştırmak için altın standart haline gelen görevlerden biri de "rasgele devre örnekleme" (RCS) problemi.

Bilim insanları, "Bu süreç [RCS], kuantum sistemlerinin bilgi işlem üstünlüğünün altını çizme kapasitesi nedeniyle yoğun araştırmaların odak noktası haline geldi" açıklamasını yaptı.

Google'ın Sycamore ve Çin'in Zuchongzhi araştırma ekipleri, dünyanın en iyi kuantum bilgisayarlarını inşa etmek için birbirleriyle kıyasıya rekabet eden iki güç merkezi.

Örneğin, Google'ın çığır açan Sycamore işlemcisi 2019'da rasgele bir devre örnekleme görevini 200 saniyede tamamlayarak bir ölçüt oluşturmuştu. Bu o zamanlar dünyanın en hızlı süper bilgisayarında simüle edilmesi yaklaşık 10 bin yıl sürecek bir görevdi.

USTC'nin yeni kuantum bilgisayarı Zuchongzhi-3'ün, Google tarafından Ekim 2024'te yayımlanan en son sonuçlardan 10'un katlarına göre 6 kat daha iyi performans gösterdiği tespit edildi.

Çinli bilim insanları Zuchongzhi-3'ün dünyanın en güçlü süper bilgisayarını 10'un katlarına göre 15 kat aşan bir hesaplama hızına sahip olduğunu ve "kuantum bilgi işlem avantajında yeni bir ölçüt oluşturduğunu" söylüyor.

Bilim insanları, "Bu görevin, en güçlü klasik süper bilgisayar olan Frontier'de gerçekleştirilemeyeceği tahmin ediliyor ve bu görevi tekrarlamak için yaklaşık 5,9×109 yıl gerekiyor" diye yazdı.

Araştırmacılar çalışmada, "Google'ın daha önce başardığından daha büyük ölçekli bir rasgele devre örneklemesini başarıyla gerçekleştirdik ve klasik ve kuantum hesaplama arasındaki hesaplama yeteneklerindeki boşluğu daha da genişlettik" diye yazdı.

Bilim insanları bilgi işlem gücündeki bu sıçramanın, işlemcinin üretim ve kablolama düzeninin en iyi hale getirilmesinin ardından geldiğini söylüyor.

Son bulguların, kuantum bilgisayarlar için donanım oluşturma konusundaki ilerlemenin bir "kanıtı" olduğunu belirten araştırmacılar, bunun ilaç keşfi ve yapay zeka için gelişmiş işlemcilere zemin hazırlayabileceğini de ekliyor.

Çalışmamız sadece kuantum hesaplamanın sınırlarını ilerletmekle kalmıyor, aynı zamanda kuantum işlemcilerin sofistike gerçek dünya zorluklarının üstesinden gelmede önemli bir rol oynadığı yeni bir çağa zemin hazırlıyor.

Independent Türkçe