Kuantum bilgisayarlar için tarihi adım! Bir işlemci ilk kez yörüngede çalıştırıldı

Viyana Üniversitesi'nden Philip Walther ve ekibi, bir ilke imza atarak uzayda çalışan ilk kuantum bilgisayarı geliştirdi. 23 Haziran 2025'te Falcon 9 roketiyle yaklaşık 510 kilometre yükseklikteki düşük Dünya yörüngesine gönderilen bu özel işlemci, uzayda veri işleme konusunda çığır açacak bir adım olarak kayıtlara geçti. Ekip, kuantum bilgisayarının son derece hassas yapısını, uzayın zorlu koşullarına karşı korumak için kapsamlı testler ve yenilikçi mühendislik çözümleri uyguladı. Kuantum bilgisayarı, uzaydaki yüksek radyasyon, aşırı sıcaklık değişimleri ve titreşim gibi pek çok engeli aşarak, yörüngede 52 gün boyunca çalışmayı başardı. Bu gelişme, uydu verilerinin uzayda işlenmesi ve Dünya'ya daha verimli aktarılması için yeni bir çağın başlangıcı olarak değerlendiriliyor.

Philip Walther ve ekibi: Uzayda kuantum bilgisayarı için zorlu testler

Kuantum bilgisayarları, çevrelerine karşı aşırı hassasiyetleriyle biliniyor. Isı, titreşim, elektromanyetik parazit gibi etkenler, kuantum durumlarını bozabiliyor ve cihazın çalışmasını engelleyebiliyor. Walther ve ekibi, bu hassas sistemi uzaya taşımadan önce, cihazın en kritik bileşenlerini titanyum taban plakalarına monte etti. Optik fiberler ise epoksiyle güçlendirildi. Prototip, roket fırlatmasının yaratacağı sarsıntı ve darbelere karşı dayanıklılığını göstermek için özel titreşim ve darbe testlerinden geçti. Bu testler sırasında optik sistem, Dünya'nın yerçekiminin 1.500 katına ulaşan kuvvetlere maruz bırakıldı. Sonuçlar başarılı oldu; optik bileşenlerde herhangi bir performans kaybı gözlenmedi. Tüm bu önlemler, kuantum bilgisayarı için uzay yolculuğunu mümkün kıldı ve cihaz, yörüngede görevine hazır hale geldi.

Yörüngede kuantum işlemci: Güneş, radyasyon ve lazer sorunları aşıldı

Fırlatmanın ardından, kuantum bilgisayarı yörüngede ilk testlerine başladı. Cihaz, fotonik devreden çıkan fotonları algılayan altı silikon tek-foton çığ diyotuyla (SPAD) donatıldı. Ancak bu dedektörlerin sadece üçü işlevsel kaldı. Güneş'in doğrudan etkisiyle dedektörler yüksek arka plan sinyaliyle karşılaştı; bu durum hassas ölçümlerin yapılmasını zorlaştırdı. Neyse ki, uydu her 92 dakikada bir Dünya'nın gölgesine girerek, araştırmacılara yaklaşık 30 dakikalık ölçüm penceresi sundu. Yörüngedeki radyasyon ortamı ise yeni bir zorluk yarattı. Yük, bir santimetre kalınlığında uzay sınıfı alüminyum kalkanla korundu. Bu koruma, elektronlara karşı etkili oldu ancak protonlara karşı sınırlı kaldı. Zamanla dedektörlerin yanlış sinyal üretme oranı arttı. Ekip, dedektörlerin voltajını ayarlayarak sinyal kaybını kısmen telafi etti. Lazer sisteminde ise, uzayda gaz çıkışı yapan bir yapıştırıcı nedeniyle optik bileşenler üzerinde karbon tabakası oluştu ve lazerin gücü hızla düştü. Tüm bu sorunlara rağmen, kuantum bilgisayarı yörüngede çalışmaya devam etti ve beklenen kuantum girişim etkilerini başarıyla gösterdi.

Fotonik işlemciyle Hong-Ou-Mandel çukuru uzayda gözlemlendi

Uzaydaki kuantum bilgisayarı, fotonları çiftler halinde üreten bir kaynağa ve programlanabilir optik yollar ağına sahip. Kuantum hesaplamanın temelini oluşturan fotonların ayırt edilemez olması şart. Araştırmacılar, bu durumu test etmek için foton çiftlerini üreten kristalin sıcaklığını kademeli olarak değiştirerek fotonların dalga boylarını eşleştirdi. Yeryüzündeki deneylerden, Hong-Ou-Mandel çukurunun yaklaşık 32,5 derece Celsius'ta ortaya çıkacağı biliniyordu. Uzayda yapılan deneyde de, neredeyse aynı sıcaklıkta, dedektörlerde beklenen kuantum girişim etkisi gözlemlendi. Görünürlük oranı 0,908 olarak ölçüldü ve bu değer, klasik sınırın oldukça üzerinde yer aldı. Ayrıca, aynı deney iki farklı günde tekrarlanarak sonuçların tutarlılığı kanıtlandı. Araştırmacılar, işlemciyi farklı bir moda aldıklarında ise Hong-Ou-Mandel çukuru kayboldu; bu da gözlemlenen etkinin kuantum kaynaklı olduğunu net biçimde ortaya koydu.