Simon Fraser Üniversitesi’nin kuantum teknoloji laboratuvarı ve önde gelen Kanada merkezli kuantum şirketi Photonic Inc.’deki bir bilim adamı ekibi, küresel kuantum bilgi işlem yarışındaki en son atılımı işaretleyerek hem optik hem de elektriksel olarak kontrol edilen yeni bir silikon tabanlı kuantum cihaz türü oluşturdu.
Dergide yayınlanan araştırma Nature FotonicsSilikon Renk Merkezi kubitleri üzerinde elektrik kontrolü için yeni diyot nanokavity cihazlarını ortaya çıkarır.
Cihazlar, silikonda elektriksel olarak enjekte edilmiş tek foton kaynağının ilk gösterisine ulaştı. Atılım, bugünün süper bilgisayarlarının ve kimya, malzeme bilimi, tıp ve siber güvenlik gibi ilerleyen alanların ötesinde bilgi işlem gücü sağlamak için muazzam bir potansiyele sahip olan bir kuantum bilgisayar inşa etmek için başka bir engeldir.
Fizik profesörü Daniel Higginbottom, “Daha önce, optik olarak (lazerlerle) T merkezleri olarak adlandırılan bu kubitleri kontrol ettik,” diyor. “Şimdi aynı zamanda elektrik kontrolünü de tanıtıyoruz, bu da cihaz özelliğini artırıyor ve ölçeklenebilir bir kuantum bilgisayardaki uygulamalara doğru bir adım.”
Ph.D.’ye göre Çalışmanın baş yazarı olan aday Michael Dobinson, araştırma ekibinin cihazların farklı uygulamalarını ve bunları daha büyük kuantum işlemcilerde ölçeklendirmenin fizibilitesini keşfetmesine izin verecek.
Dobinson, “Bu ilk gösteri, T merkezlerinin eşzamanlı optik ve elektrik kontrolüne izin veren cihazları üretebileceğimizi gösteriyor. Kuantum hesaplama ve ağ oluşturma işlemlerinde birçok uygulamanın kapısını açtığı için bu heyecan verici.” Diyor. “Genel olarak, optik ve elektrikli işlem silikon platformu ile birleştiğinde bunu çok ölçeklenebilir ve geniş bir şekilde uygulanabilir bir cihaz haline getiriyor.”
SFU laboratuvarının liderleri Stephanie Simmons ve Mike Thewalt, ticari ölçekli kuantum bilgisayarlar ve kuantum ağları geliştirmek için Fotonic Inc.’i kurdu. Yakın zamanda İngiltere’de bir araştırma ve geliştirme tesisi kurmayı planladığını açıklayan şirket, son çalışmada ayrılmaz bir ortaktı.
Photonic Inc.’deki entegre Photonics ekibindeki Müdür, Kuantum Cihazları Christian Dangel ve makalenin ortak yazarı, “Bu proje, Photonic’in gelişmiş imalat yeteneklerinden yararlanmak ve performanslarını bir araştırma ortamındaki performanslarını test etmek için harika bir fırsattı.”
Silikon Quantum Technology Lab’daki araştırmacılar, kuantum teknolojisi için silikon renk merkezlerini kullanmayı keşfeden ilk kişiler arasındaydı.
Silikon kullanarak kuantum teknolojisinin geliştirilmesi, kuantum bilgi işlemini hızla ölçeklendirme fırsatları sunar. Global yarı iletken endüstrisi, şaşırtıcı derecede hassasiyetle silikon bilgisayar yongalarını ucuz bir şekilde ölçeklendirebilir. Bu teknoloji, akıllı telefonlardan dünyanın en güçlü süper bilgisayarlarına kadar modern bilgi işlem ve ağ oluşturmanın bel kemiğini oluşturuyor.
Higginbottom, “Meslektaşlarımız Stephanie Simmons ve Mike Thewalt ilk olarak silikon renk merkezlerini çok az insanın hiç düşündüğü bir zamanda kuantum bilgi işlem için bir platform olarak önerdi” diyor.
Şimdi, ulusal kuantum stratejisi, büyük üniversiteler ve IBM, Google ve Microsoft gibi şirketler de dahil olmak üzere ulusal hükümetler, ölçeklenebilir bir kuantum bilgisayarı ile kapıdan ilk olarak bir mücadele için milyarlarca dolar harcıyorlar.
Higginbottom, alanın ön saflarında olmanın heyecan verici bir deneyim olduğunu söylüyor.
“Bu yörüngeye uyuyor. 2020’de SFU ilk olarak kuantum uygulamaları için silikon T merkezlerini tanıttı. 2022’de tek T merkezlerini desenli nanofotonik cihazlarla entegre ettik” diyor. “Ancak bu cihazların herhangi bir arayüz veya kontrol yoktu. Şimdi onları optik ve elektronik olarak kontrol ediyoruz. Bu şeylerden yararlı bir bilgisayar oluşturmanız gereken bazı yeteneklerin kilidini açıyoruz.”
