Yeni bir tür germanyum süperiletken, klasik ve kuantum çiplerin tek bir cihazda birleştirilmesine olanak tanıyarak daha iyi ve daha güvenilir kuantum bilgisayarlar yaratabilir.
Germanyum zaten standart bilgisayar çiplerinde kullanılıyor
Bilgisayar çiplerinin yapımında yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan germanyumdan yapılan bir süper iletken, bir gün daha iyi ve daha güvenilir kuantum bilgisayarlar yaratabilir.
Süper iletkenler, elektriği direnç olmadan ileten malzemelerdir; bu, herhangi bir tür elektrikli cihaz yapıyorsanız kullanışlıdır. Ayrıca kuantum tutarlılığını da korurlar; eğer kullanışlı bir kuantum bilgisayar oluşturmaya çalışıyorsanız bu faydalıdır.
Ancak önceki süperiletkenler bilgisayar çiplerine dahil edilmesi kolay olmayacak alışılmadık malzemeler olma eğilimindeyken, Avustralya’nın Queensland Üniversitesi’nden Peter Jacobson ve meslektaşları, halihazırda bilgisayar endüstrisinde yaygın olarak kullanılan germanyumdan bir tane yarattılar.
Araştırmacılar, doping olarak bilinen bir işlemle, germanyum filmini galyumla aşılayarak süper iletkenlerini yarattılar. Bu yöndeki önceki araştırmalar, kombinasyonun sonunda kararsız hale geldiğini ortaya çıkardı. Bunu önlemek için ekip, malzemeye daha fazla galyum itmek ve böylece tekdüze ve sabit desenler oluşturmak için X ışınları kullandı.
Ancak bilinen diğer süper iletkenler gibi bu yeni malzeme de oda sıcaklığında çalışmıyor. 3,5 kelvine (-270°C/-453°F) kadar soğutulması gerekiyor.
Cambridge Üniversitesi’nden David Cardwell, süperiletkenin aşırı soğuk sıcaklıklara olan ihtiyacının, tüketici cihazlarında kullanımını engellediğini, ancak süper soğutmaya da ihtiyaç duyma eğiliminde olan kuantum hesaplama için mükemmel bir uyum olabileceğini söylüyor.
Cardwell, “Bu kuantum için dönüşümsel olabilir” diyor. “Bu tamamen yeni bir işlevsellik düzeyi sağlıyor çünkü zaten çok soğuk bir ortamınız var. Bence bu bariz başlangıç noktası olabilir.”
Jacobson, bilgisayar cihazlarının önemli bir bileşeni olan yarı iletkenlerin üstüne süper iletkenleri katmanlayan önceki çalışmanın, kristal yapıda kusurlara neden olduğunu ve bunun da uygulamalar söz konusu olduğunda sorunlara neden olduğunu söylüyor. “Düzensizlik aslında kuantum teknolojisindeki parazit etkisidir” diyor. “Sinyallerinizin emilmesine neden oluyor.”
Ancak yeni malzeme, galyum katkılı germanyum katmanlarının ve silikon katmanlarının, baştan sona tekdüze bir kristal yapıyla üst üste oturmasına olanak tanıyor ve potansiyel olarak yarı iletkenlerin ve süper iletkenlerin en iyi özelliklerini birleştiren çiplerin üretimine olanak tanıyor.
