Süperiletken kübitler ve topolojik zaman kristali düzeni

Zhejiang Key Laboratuvarı, Tsinghua Üniversitesi ve QuEra Computing araştırmacıları, süperiletken kübitler kullanarak programlanabilir bir kuantum işlemcide uzun süreli topolojik zaman kristali düzenini gözlemledi. Bu çalışma, kuantum bilişimde hata düzeltme ve kübit dayanıklılığını artırmak için umut verici sonuçlar sundu.

Topolojik Zaman Kristali Nedir? Geleneksel fizikte maddelerin fazları simetrilerin kırılmasıyla tanımlanır. Ancak topolojik düzen, yerel bozulmalara dirençli ve uzun menzilli kuantum dolanıklığa sahip fazlar olarak bilinir. Bu çalışmada, zaman kristalleri üzerinde topolojik düzen sağlanarak simetri kırılması gözlendi. Bu özellik, kuantum bilişimde hata düzeltme protokollerini geliştirmek için yararlı olabilir.

Deney ve Bulgular: Deneyde, 18 kübitten oluşan bir süperiletken transmon kübit dizisi kullanılarak zaman kristalinin topolojik özellikleri incelendi. Kübitler, dört bedenli etkileşimleri simüle eden bir devreyle sürüldü ve bu sayede sistem, belirli aralıklarla simetri kırılmasını gösterdi. Deney, topolojik dolanıklık entropisi ölçümleri ile desteklendi.

Sonuç ve Kuantum Bilişim İçin Önemi: Araştırmacılar, sistemin düşük seviyeli bozulmalara karşı dayanıklı olduğunu ve bu tür topolojik fazların kuantum bellek oluşturmakta potansiyel taşıdığını belirtti. Çalışma, kuantum simülasyon ve hesaplama alanında yeni fazların keşfine katkı sağlıyor ve gelecekte daha karmaşık kuantum fazları incelemek için kapı açıyor.