Kuantum bilgisayar, zaman kristaline dönüştürüldü

Aynı anda birden fazla işlem yapabilen kuantum bilgisayarlar, hesaplama hızında çığır açacak (Reuters)
Aynı anda birden fazla işlem yapabilen kuantum bilgisayarlar, hesaplama hızında çığır açacak (Reuters)
TT

Kuantum bilgisayar, zaman kristaline dönüştürüldü

Aynı anda birden fazla işlem yapabilen kuantum bilgisayarlar, hesaplama hızında çığır açacak (Reuters)
Aynı anda birden fazla işlem yapabilen kuantum bilgisayarlar, hesaplama hızında çığır açacak (Reuters)

Bilim insanları ilk kez bir kuantum bilgisayarı zaman kristaline dönüştürdü. Yeni çalışma, kuantum bilgisayarların gürültü sorunu çözme potansiyeli taşıyor. 

Hesaplama gücünü muazzam derecede artırarak teknolojiden sağlığa pek çok alanda devrim yaratması beklenen kuantum bilgisayarlar, halihazırda bazı engelleri aşmaya çalışıyor. 

Bu sistemlerin en önemli özelliklerinden biri kuantum dolaşıklığı. Kuantum fiziğine özgü bu durum, iki benzer parçacık arasında uzun mesafeler olsa da birbirlerini etkileyebilmesini ifade ediyor. 

Ancak parçacıkların ses gibi çevredeki diğer şeylerle de "dolaşması" bilgisayarın düzgün çalışmasını engelliyor.

Son yıllarda zaman kristallerinin bu sorunu çözebileceği öne sürülse de somut bir sonuç elde edilemiyordu.

İlk kez 2012'de Nobel ödüllü fizikçi Frank Wilczek'in ortaya attığı zaman kristalleri, 2017'de deneyle kanıtlandı. 

Zaman kristalleri, atomların uzay yerine zaman içinde periyodik şekilde düzenlendiği bir madde türü. 

Onları özel kılan şeyse, sürekli bir dış kaynağa ihtiyaç duymadan farklı durumlar arasında salınmaya devam etmeleri. Bu sistemler, salınımlar sırasında her zaman en düşük enerji seviyesini koruyor. 

Topolojik diye tanımlanan zaman kristali türünün, kuantum bilgisayarların gürültüden etkilenme sorununu çözebileceği bir süredir öne sürülüyor.

Bu kristaller, topolojik düzen denen bir özellik sayesinde sistemdeki bölgesel değişimlerden etkilenmiyor. Bu nedenle gürültü sonucu kuantum dolaşıklığının bozulmasının önüne geçebileceği tahmin ediliyordu.

Hakemli dergi Nature Communications'ta yayımlanan bir makalede, bunun mümkün olduğu gösterildi. 

Bilim insanları bir kuantum işlemcisi geliştirerek topolojik zaman kristali gibi davranmasını sağladı. 

Araştırmacılar, sistemin dış etkenlere karşı düzgün çalışmayı sürdürdüğünü kaydetti. Ancak gürültü artırıldığında zaman kristali özelliğini kaybetti. 

Ekip ayrıca bulguların, teorideki tahminlerle uyuştuğunu da söylüyor. 

Bilim insanları sistemin geliştirilmesiyle, kuantum bilgisayarların gürültü sorununu çözebileceğini düşünüyor.

Independent Türkçe, Science Alert, Phys.org, Nature Communications



Elmas optik disklerle veriyi milyonlarca yıl saklamak mümkün olacak

Araştırmacılar bir elmasta santimetre küp başına 1,85 terabayt veri depoladı (Pexels)
Araştırmacılar bir elmasta santimetre küp başına 1,85 terabayt veri depoladı (Pexels)
TT

Elmas optik disklerle veriyi milyonlarca yıl saklamak mümkün olacak

Araştırmacılar bir elmasta santimetre küp başına 1,85 terabayt veri depoladı (Pexels)
Araştırmacılar bir elmasta santimetre küp başına 1,85 terabayt veri depoladı (Pexels)

Bilim insanları, elmas optik disklerin veriyi milyonlarca yıl korumasını sağlayabilecek bir yöntem geliştirdi. Araştırmacılar rekor seviyede veri depolamayı da başardı.

Yapay zekanın yanı sıra kuantum ve süper bilgisayarların geliştirilmesiyle birlikte veri depolamada çok daha yüksek kapasiteye sahip araçlar aranıyor.  

Ayrıca verilerin güvenli bir şekilde uzun süre korunması da önem arz ediyor.

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacılara göre bu ihtiyaç, lazerler ve elmas yardımıyla giderilebilir. 

Son yıllarda elmasta veri depolama çalışmaları artarken, yeni teknoloji muazzam seviyede bir kapasiteye ulaşmasıyla öne çıkıyor. 

Çalışmalarını hakemli dergi Nature Photonics'te dün (27 Kasım) yayımlanan makalede anlatan ekip, birkaç milimetrelik elmas şeritleri kullandı. 

Bilim insanları ultra hızlı lazer darbeleriyle, elmastaki bazı karbon atomlarını yerinden çıkardı. Böylece her biri sabit bir parlaklık seviyesinde boş alanlar açıldı.

Birer atom büyüklüğündeki bu boşluklar, bulundukları bölgenin genel yoğunluğuna göre farklı şekillerde ayarlanabiliyor. Bu sayede bölgenin genel parlaklığı değiştirilebiliyor. 

Makalenin ortak yazarı Ya Wang, "Boş alanların sayısı parlaklığa bakılarak belirlenebiliyor ve bu sayede depolanan bilgileri okuyabiliyoruz" diye açıklıyor. 

Araştırmacılar daha sonra her pikselin parlaklığını, belirli bir bölgenin parlaklık seviyesiyle eşleştirerek Henri Mattise ve Eadweard Muybridge gibi sanatçıların eserlerini depoladı.

Elmas optik disk, verileri yüzde 99'dan fazla doğrulukla kaydetti. Ekip, santimetreküp başına 1,85 terabayt veri depolayarak elmasta bilgi saklama alanında rekor kırdı.

Bilim insanları yeni disklerin, aynı boyuttaki yaklaşık 2 bin Blu-ray'le aynı miktarda bilgiyi, çok daha uzun süre saklayabileceğini söylüyor. Wang şu ifadeleri kullanıyor:

Dahili veri depolama yapıları teknolojimiz kullanılarak stabilize edildiğinde, elmas herhangi bir bakım gerektirmeden olağanüstü uzun ömürlülüğe ulaşabilir ve oda sıcaklığında milyonlarca yıl veri saklayabilir.

Mevcut teknoloji halihazırda epey maliyetli ve gelişmiş ekipman gerektiriyor. Diğer yandan araştırmacılar, iyileştirmelerle sistemin kapladığı alanın küçültülebileceğini ve daha kolay kullanılabileceğini düşünüyor. 

Elmasların günlük hayattaki depolama cihazlarının yerini alması çok muhtemel görünmüyor. Ancak uzun ömürlü olmaları, hükümetler ve araştırma kuruluşlarına fayda sağlayabilir.

Independent Türkçe, Popular Science, New Scientist, Nature Photonics