Yazıyı okuyorsunuz: Yeni keşfedilen manyetik davranış, yeni nesil kuantum cihazlarına yol açabilir
ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndaki bilim adamları, yeni kuantum cihazlarına yol açabilecek manyetik davranışı keşfettiler. Ekip, bir elektrik akımı manyetik alan oluşturduğunda meydana gelen, magnon adı verilen belirli bir tür manyetik uyarımı barındırabilen iki uzak manyetik cihaz arasında kuantum eşleşmesi elde etti. Magnonlar, bu manyetik cihazları kenetleyerek, yeni kuantum teknolojisi cihazları oluşturmak için kullanılabilecek enerji ve bilgi alışverişinde bulunabiliyor.
Araştırma şu tarihte yayınlandı: Fizik muayene mektupları.
Gelişmiş manyetizma ve kuantum cihazları
Yeni gelişme, MRI makineleri ve bilgisayar sabit disklerindeki depolamayla ilgili olanlar gibi birçok önemli keşfin ardındaki itici güç olan manyetizma alanını ileriye taşıyor.
Valentine Novosad, Argonne’da kıdemli bir bilim insanı ve çalışmanın yazarıdır.
Novosad, “Magnonların uzaktan bağlanması, manyetik sistemlerle kuantum çalışması yapmak için ilk adım veya neredeyse bir ön koşuldur” dedi. “Bu magnonların belli bir mesafeden birbirleriyle anında iletişim kurma yeteneğini gösteriyoruz.”
Bu anlık iletişim, ışık hızıyla sınırlı olan magnonlar arasında mesaj gönderilmesine gerek kalmadan gerçekleşebilmektedir.
Araştırmacılar, manyetik uyarılmaların süper iletken bir devrede belirli bir mesafede birbirleriyle iletişim kurmasına olanak tanıyan ve magnonların bir tür kuantum bilgisayarın temelini oluşturmasına olanak tanıyan bir sistem geliştirdikleri 2019 tarihli bir çalışma üzerine inşa ettiler. Bununla birlikte, bu türden uygulanabilir bir kuantum bilgisayar, parçacıkların uzun bir süre boyunca kenetlenmesini ve sabitlenmesini gerektirecektir.
Güçlü bağlantı etkisi elde edin
Ekip, bu güçlü birleştirme etkisini süper iletken bir devre kurarak elde etmek için yola çıktı. Devreye gömülü iki küçük itriyum demir garnet (YIG) manyetik küre kullandılar. Malzeme magnonik uyarıma dayanır ve manyetik küreler için verimli, düşük kayıplı bağlantı sağlar.
Araştırmacılar, iki küreyi devredeki ortak bir süper iletken rezonatöre manyetik olarak bağlayarak, sadece bir santimetrelik bir mesafede bile iki küre arasında güçlü bir bağlantı kurmayı başardılar.
Yi Li, Argonne’da malzeme bilimcisi ve çalışmanın baş yazarıdır.
Li, “Bu önemli bir başarı” dedi. “Benzer etkiler magnonlar ve süperiletken rezonatörler arasında da gözlemlenebilir, ancak bu sefer bunu doğrudan etkileşim olmadan iki magnon rezonatör arasında yaptık. “Birleşme, iki küre ve paylaşılan süper iletken rezonatör arasındaki dolaylı etkileşimden geliyor.”
Yeni çalışmanın 2019 yılına kıyasla önemli gelişmelerinden biri, manyetik rezonatördeki magnonların tutarlılığının daha fazla olmasıydı.
Novosad, “Bir mağarada konuşursanız yankı duyabilirsiniz” dedi. “Yankı ne kadar uzun sürerse tutarlılık da o kadar uzun olur.”
Li şöyle devam etti: “Daha önce magnonlar ile süperiletken rezonatör arasında bir ilişki olduğunu kesinlikle görmüştük, ancak bu çalışmada kürelerin kullanımından dolayı tutarlılık süreleri çok daha uzundu, dolayısıyla ayrı magnonların birbirleriyle konuştuğuna dair kanıtları görebiliyoruz” diye devam etti Li. .
Li, manyetik dönüşlerin cihazda oldukça yoğun olması nedeniyle çalışmanın minyatür kuantum cihazlarına yol açabileceğini söylüyor.
Li, “Küçük mıknatısların yeni kuantum bilgisayarların sırrını taşıması mümkün” dedi.
