Chalmers araştırmacıları, geleneksel soğutma sistemlerinin yarattığı gürültüyü kullanarak çalışan yeni bir kuantum ‘buzdolabı’ geliştirdi. Cihaz, kontrollü mikrodalga gürültüsüyle çok küçük ısı akımlarını yönlendirip soğutma sağlayabiliyor.
İsveç’teki Chalmers University of Technology’den araştırmacılar, kuantum bilgisayarların çalışması için gereken aşırı düşük sıcaklıklarda ortaya çıkan ve genellikle zarar veren gürültüyü soğutma amaçlı kullanan yeni bir cihaz tanımladı. Geleneksel yaklaşımlar ısıl dalgalanmaları bastırmaya çalışırken, ekip bunları bilerek enjekte edilen mikrodalga gürültüsüyle ısıyı istedikleri yöne yönlendirerek soğutma gerçekleştirdi.
Kuantum içindeki ısı yönetimi
Cihazın merkezinde, süperiletken devrelerden yapılmış “yapay bir molekül” bulunuyor; bu yapı iki qubit’e benzeyen elemanlardan oluşuyor ve birden fazla mikrodalga kanalıyla bağlanıyor. Araştırmacılar, dar bir frekans bandında rastgele sinyal dalgalanmaları (kontrollü gürültü) ekleyerek iki kanal arasındaki ısı akışını açıp kapatabiliyor ve böylece soğutma, ısı motoru veya ısı amplifikatörü gibi farklı çalışma rejimlerine ulaşabiliyorlar. Ölçülen ısı akımları attowatt düzeyinde (10^-18 W) kadar küçüktü; bu, bir su damlasının 1 °C ısınmasının evrenin yaşından daha uzun süreceği kadar önemsiz bir güç seviyesidir.
Bu çalışma, kısa süre önce Nature Communications‘da yayımlandı ve ekip, Brownian refrigeration (Brownian soğutma) adı verilen uzun zamandır tartışılan bir kavramın pratik bir yakınsamasını sunduklarını belirtiyor. Böyle bir yöntem, büyük ölçekli kuantum sistemlerinde yerel olarak üretilecek ısının doğrudan devre içinde yönetilmesine olanak tanıyabilir; klasik soğutma yöntemlerinin erişemediği nanoyapısal ölçeklerde ısıyı yönlendirmek sistem kararlılığına katkı sağlayabilir.
Makalenin yazarları arasında Simon Sundelin (çalışmanın ilk yazarı), Mohammed Ali Aamir, Vyom Manish Kulkarni, Claudia Castillo-Moreno ve Simone Gasparinetti bulunuyor. Çalışma Chalmers Nanofabrication Laboratory, Myfab’ta üretildi ve Swedish Research Council, Knut and Alice Wallenberg Foundation (WACQT), European Research Council ile Avrupa Birliği tarafından desteklendi. Orijinal makaleye DOI: 10.1038/s41467-025-67751-z üzerinden ulaşılabilir.
Kaynaklar ve Bağlantılar:
- Makale: Simon Sundelin ve ark., “Quantum refrigeration powered by noise in a superconducting circuit”, Nature Communications, 2026. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-025-67751-z
- Basın bülteni: Chalmers University of Technology (ScienceDaily özetine dayanılarak)
- Nanofabrication Laboratory, Myfab — Chalmers University of Technology
Bir Cevap Bırakın