Purdue Üniversitesi’ndeki Rus araştırmacılar, tek foton ışımasını geliştiren yeni bir yöntem buldu. Tek foton ışınımı kuantum informasyon işleme alanının beygiri gibidir. Yani, kuantum bilgisayarların ve iletişim teknolojisinin fazlasıyla kullandığı bir yöntem olduğu için gelecek teknolojiler için oldukça önemlidir.
Optik metamalzemeler(1) ışığı kullanmak ve kontrol edebilmek için yüzey plazmonları adı verilen elektron bulutlarını kullanır. Purdue Üniversitesi’ndeki araştırmacılar daha önceden metal titanyum nitrit ve aliminyum skandiyum nitrit tabakaları kullanarak “süperörü”ler (superlattices) yaratmıştı. Buna benzer diğer ışımalarda kullanılan altın ve gümüşün yerini alan bu metamalzeme, tümleşik devrelerin üretimi için kullanılan metal-oksit yarıiletken yapımı ile uyumlu. Ayrıca, bu matemalzemeler hiperbolik materyaller olarak da anılıyor. Sebebi ise ışık etkileşimini artıran kendisine has özellikleri.
Purdue Üniversitesi’ndeki projenin başındaki araştırmacılardan Alexander Kildishev sonuçları şöyle yorumluyor: “Görünen o ki, nanokristal tabanlı tek foton ışıması yapan hiperbolik metamateryallerin yüzeyine bu tarz ışıyıcılar yerleştirildiğinde, ışımanın parlaklığı azımasanmayacak miktarda artıyor: Bu ışıyıcılar oda sıcaklığında, oldukça kullanışlı tek foton ışıma kaynakları olarak kullanılabilir.” Projedeki araştırmacıların belirttiği üzere, bundan sonraki adım ise, ipuçlarının da olumlu sinyaller verdiği gibi bu tek foton ışımalarını hızlandırmak, yani ışıyan foton sayısını birim zamanda artırmak.
Kuantum bilgisayarlar, kuantum teorisindeki iki temel olgu üzerinden çalışıyor. Süperpozisyon ve dolaşıklık. Günümüz bilgisayarlarında olduğu gibi sadece bir ya da sıfırları işlemek yerine hem bir, hem de sıfırın aynı anda işlenebileceği birçok farklı kuantum süperpozisyon durumlarını değerlendirebiliyor kuantum bilgisayarlar. Bu da kuantum bilgisayarın günümüz bilgisayarlarına göre birim zamanda bilgi işleme, iletme ve depolama kapasitesini fazlasıyla artırıyor. Bu optik malzemede kullanılan teknoloji, bilgi depolamada kuantum bilgisayarlar için oldukça gelecek vaat eden ve çok yeni olan nükleon veya elektron spin durumlarına dayanarak bilgi depolamayı da mümkün kılıyor.
DİPNOT
1) Metamalzeme: Bu malzemeler, doğal olarak oluşan malzemelerden gelişmiş özellikler gösterebilen bileşik maddelerdir. Materyalleri kimyasal boyutta üretmek yerine metamalzemeler, makro boyutlarda iki ya da daha fazla malzeme kuallanılarak, özel olarak elde edilir ve doğada bulunan malzemelerden daha gelişmiş elektromanyetik özelliklere sahiptirler.
Görsel: © Birck Nanoteknoloji Merkezi
Özetleyerek çeviren: Dilege Gülmez
Bonn Üniv. Helmholtz Nükleer Fizik Enstitüsü
Kaynak: http://www.purdue.edu/newsroom/releases/2015/Q1/single-photon-emission-enhancement-seen-as-step-toward-quantum-technologies.html
