Üçlü Süperiletkenlik ve Kuantum Kübitleri

Şu anda mevcut çoğu kuantum bilgisayar prototipi, kuantum hesaplamasını yürütmek için süperiletken malzemeler kullanıyor; bu malzemeler kuantum özelliklerini daha stabil tutabiliyor ve ana alternatif, sözde “tuzak-iyon kuantum bilgisayarı”dır.

Şu ana kadar, yalnızca tuzak-iyon modelleri yeterince güvenilir olduğu kanıtlandı, ancak faydalı kübit sayısı açısından çok sınırlılar (normal bir bilgisayarın bitine eşdeğer kuantum bilgisayar birimi).

Elbette, ideal seçenek süperiletken malzemeleri geliştirmek ve kuantum hesaplamalarına uygun hale getirmektir. Bu yönde bazı çabalar yapılmıştır, özellikle lattice surgery ve with longer-lasting qubits. Ancak yine de bu, ticari, ölçeklenebilir süperiletken kuantum bilgisayarlar yaratmak için yeterli olmamaktadır.

Bilgisayar biliminde bir diğer ileri alan spintroniktir; bu alan, klasik elektronik hesaplamada olduğu gibi elektrik yükleri yerine parçacıkların kuantum özelliği olan spini kullanır. Şu ana kadar, kuantum hesaplama ve spintronik bir ölçüde ilişkili olmuş, ancak doğrudan birleştirilmemiştir, çünkü süperiletken malzemelerin spini yoktur. En azından şu ana kadar.

(Bu teknolojiyle ilgili makalemizde spintronik hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz)

Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi ile Università degli Studi di Salerno (İtalya) araştırmacılarından oluşan bir ekip, benzersiz spin özelliklerine sahip bir süperiletken türü olan üçlü süperiletkeni keşfetmiş olabilir.

Bu yeni süperiletken malzeme, süperiletken kuantum bilgisayarların inşasında oyunu değiştirebilir. Bulgularını Physical Review Letters dergisinde “Noncentrosymmetric NbRe’de Ters Spin-Valve Etkileriyle İçsel Üçlü Süperiletkenliğin Açığa Çıkarılması” başlığıyla yayınladılar.

“Üçlü süperiletken, katı hal fiziği alanında çalışan birçok fizikçinin istek listesinde üst sıralarda yer alıyor. Üçlü süperiletken malzemeler, kuantum teknolojisinde, özellikle kuantum bilgisayarlarda bir nevi ‘kutsal kase’ olarak görülüyor.”
Professor Jacob Linder – Norwegian University of Science and Technology

Bu arada, Kopenhag Üniversitesi Niels Bohr Enstitüsü, Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Leiden Gelişmiş Bilgisayar Bilimi Enstitüsü (Hollanda), Chalmers Teknoloji Üniversitesi (İsveç), Regensburg Üniversitesi (Almanya) ve Quantum Machines şirketinden oluşan bir başka araştırmacı ekibi, süperiletken malzemeyi etkileyen temel sorun olan kusurları yeni bir verimli dalgalanma tespit yöntemiyle nasıl tespit edeceklerini keşfettiler.

Bulgularını Physical Review X2 dergisinde “Süperiletken Kübitlerde Dalgalanan Gevşeme Oranlarının Gerçek Zamanlı Uyarlamalı Takibi” başlığıyla yayınladılar.

Üçlü Süperiletkenler

Kaydırmak için kaydırın →

Neden Önemli?

Teoride, spin, kübitler arasında ve farklı kuantum bilgisayarlar arasında kuantum bilgisinin aktarımı için mükemmel bir ortam olabilir.

Sorun, mevcut haliyle teknolojinin çok kararsız olması ve bilginin aktarımının pratik kullanım için çok karmaşık olmasıdır.

Ancak üçlü süperiletkenlere erişebilirsek bu doğru olmayabilir. Çünkü bunlar spin’i enerji kaybı olmadan aktarabilir, böylece süperiletken parçacıklar artık spin’i de taşıyabilir.

“Üçlü süperiletkenler, bir dizi alışılmadık fiziksel olguyu mümkün kılar. Bu olgular, kuantum teknolojisi ve spintronikte önemli uygulamalara sahiptir.”
Professor Jacob Linder – Norwegian University of Science and Technology

Dolayısıyla, daha sıradan bir tekli süperiletken direnç olmadan güç taşıyabilirken, üçlü süperiletken de tamamen sıfır dirençle spin akımlarını taşıyabilir. Sonuç olarak, bir kuantum ya da spintronik bilgisayar, neredeyse hiç elektrik tüketmeden ultra hızlı çalışabilir!

Niyobyum–Rhenyum Alaşımları

Çalışmalarında araştırmacılar, niyobyum–rhenyum alaşımı NbRe’nin üçlü süperiletken özelliği gösterdiğini keşfettiler.

Daha kesin olarak, “ters spin-valve etkisi”ni buldular; bu, çok katmanlı malzemelerin manyetik özelliği olan devasa manyetik direnç (giant magnetoresistance) özel bir durumu ve bu keşif 2007 Nobel Ödülü’nü kazandı.

Bu, NbRe’nin bir üçlü süperiletken olduğunun kanıtı olmasa da, kesinlikle geleneksel bir tekli süperiletkenin davranış biçimine uymadığını gösterir.

Uzun Vadeli Potansiyel

Bu keşif, NbRe’nin ince film formunda kolayca temin edilebilmesi ve heteroyapının basitliği sayesinde süperiletken spintronik için potansiyel olarak ölçeklenebilir bir platform olma açısından ekstra potansiyele sahiptir.

Ayrıca, malzeme nispeten yüksek bir sıcaklıkta (süperiletken malzemeler standartlarına göre) süperiletken olarak çalışır; mutlak sıfırın -273.15 °C (−459.67 °F) olduğu noktadan sadece 7 derece Celsius yukarıda, oysa çoğu diğer aday malzeme mutlak sıfırın bir derece üzerine ihtiyaç duyar.

Ancak, niyobyum ve rhenyum hem pahalı hem de nadir metallerdir, bu yüzden doğrudan kuantum bilgisayarları daha ucuz hâle getirmeyecekler.

Bir sonraki adım, diğer araştırmacıların bu bulguları doğrulaması ve üçlü süperiletkenliğe işaret eden daha fazla test yapması olacaktır.

Üçlü süperiletkenler, kendi antipartikülü olan “Majorana parçacığı” adı verilen çok egzotik bir parçacık türünü yaratmak için de kullanılabilir. Bu sayede, kuantum bilgisayarda stabil bir şekilde hesaplamalar yapabilir.

Diğer araştırmacıların da Majorana parçacıklarından yararlanmaya yaklaşması ve Microsoft’un zaten Majorana Sıfır Modları (MZMs) içeren bir çipi olması, bunun kuantum bilgisayarının gelecekteki gelişimi için giderek daha umut verici bir yön olduğunu gösteriyor.

Kuantum Malzeme Kusurlarını Tespit Etme

Çok Hızlı Değişimler

Kübitlerin yerleştirildiği malzemeler genellikle kübitin güvenilmezliğinden sorumlu kusurları gösterir. Bu kusurlar mekânsal olarak son derece hızlı dalgalanabilir, bazen saniyede yüzlerce kez.

Bu nedenle, bir dakikaya kadar sürebilen mevcut kusur tespit yöntemi, onları yakalamak için tamamen yetersizdir. Aslında, bu olayın ne kadar hızlı gerçekleştiği kimse tam olarak bilmiyordu.

Bunun yerine, araştırmacılar genellikle kübitin gerçek performansının eksik bir resmini veren ortalama enerji kaybı oranını ölçmek zorunda kalıyorlar.

Sonuç olarak, süperiletkenliğe dayanan kuantum bilgisayarlar, kullanıcıların bunu tespit edemediği durumlarda bile, kübitin sık sık koherens kaybı yaşamasına rağmen hesaplamalarını sürdürebilmek için birçok “hile”ye başvurmak zorunda kalıyor.

Klasik Bilgisayarları Yardımcı Olarak Kullanma

Kusur tespitini hızlandırmak için araştırmacılar, özel bir kontrolör olan Field-Programmable Gate Array (FPGA) kullandılar. Bu özel çipler CPU veya GPU’larda kullanılanlar kadar esnek değildir, ancak çok özel, belirli bir görevde çok daha hızlı ve daha az enerji tüketir.

Deneyi doğrudan FPGA üzerinde çalıştırarak, sadece birkaç ölçümle kübitin enerjisini ne kadar hızlı kaybedeceği konusunda bir “en iyi tahmin” oluşturabildiler.

Bu bariz bir çözüm gibi görünse de, FPGA’yı doğru programlamak çok zordu, özellikle FPGA’nın biraz esnek olması gerekiyorsa.

Kullandıkları yöntem, çipin her bir kübit ölçümünden sonra içsel “bilgisini”, Bayes modeli olarak adlandırılanı, güncellemesidir.

Kaynak: Physical Review X

Bu, sistemin kübitin durumu hakkında öğrenme şeklini mümkün olduğunca verimli bir şekilde sürekli olarak uyarlamasını sağladı.

“Kontrolör, mantık, ölçümler ve ileri besleme arasında çok sıkı bir entegrasyon sağlar; bu bileşenler deneyimizi mümkün kıldı.”
Associate Professor Morten Kjaergaard – Niels Bohr Institute

Gerçek Zamanlı Kalibrasyona Doğru

Şimdiye kadar, kuantum bilgisayar endüstrisi sadece kübitlerinin hâlâ çalıştığını “umutlamak” zorundaydı ve koherens kaybının olasılığını ve hızını azaltmak için çok çaba harcadı.

Ancak bu yeni yaklaşım, mükemmel olmayan malzemelerle bile güvenilir kübitleri aktif olarak seçen bir hesaplama yolunu açıyor.

“Algoritmamız sayesinde, hızlı kontrol donanımı temel olarak gerçek zamanlı olarak hangi kübitin ‘iyi’ ya da ‘kötü’ olduğunu belirleyebilir. Ayrıca ‘kötü’ kübitler hakkında saatler ya da günler yerine saniyeler içinde faydalı istatistikler toplayabiliriz.”
Associate Professor Morten Kjaergaard – Niels Bohr Institute

Uzun vadede, bu, ortalamalara ve tahminlere dayanmak yerine bireysel bir “kötü” kübitin neyin sebep olduğunu daha iyi anlamayı sağlayacak yeni bir araştırma alanı açacak.

Sonuç

Elektroniğin doğuşunda olduğu gibi, kuantum bilgisayar ilerlemesi de birçok yönden gelecektir.

Önemli bir yön, daha stabil ve dayanıklı kübitler üretebilen daha iyi süperiletken malzemelerin üretimi olacaktır. Ve aynı zamanda süperiletken bir spin akımı şeklinde bilgi taşıma da mümkün olabilir.

Bu arada, belirli bir kübitin koherens kaybının geliştirilmiş tespiti, daha karmaşık ya da üretimi zor malzemelere dayanmak zorunda kalmadan performansı kökten artırabilecek bir sensör ve yazılım odaklı yöntem sağlayabilir.

Kuantum Bilgi İşlem Yeniliklerine Yatırım

Microsoft

Microsoft, Windows işletim sistemindeki çok güçlü varlığıyla en çok bilinse de, birçok başka teknoloji alanında da dev bir güçtür.

Örneğin, Office (Outlook, Word, Excel ve PowerPoint) dahil olmak üzere iş çözümlerinde liderdir; ayrıca şirket çağrıları (Teams), bulut paylaşımlı depolama (OneDrive), Visio (diyagramlar, grafikler), Loop (işbirlikçi çalışma alanı) ve Access (veritabanı) gibi hizmetler de sunar.

Bulut hizmetlerinde lider olmasa da (Amazon’un AWS’si tarafından domine edilmektedir), Microsoft Azure platformu aracılığıyla küresel bulut altyapısının %20’sini oluşturuyor; bu, Google + Alibaba + Oracle’ın birleşik payına eşdeğerdir.

Kaynak: Statista

Microsoft ayrıca LinkedIn, GitHub, Xbox ve dünyanın en büyük video oyun stüdyolarından birçoklarının sahibidir.

Yapay zekaya gelince, Microsoft tüketici uygulamalarından çok teknik kullanım senaryolarına ve iş uygulamalarına odaklandı; özellikle bilimsel araştırmalar için faydalı yapay zekalar üzerine AI4Science programı ile.

Bu, örneğin, bir yapay zekanın 32 milyon potansiyel malzemeyi 500.000 adaya, ardından da 80 saatten az bir sürede 800’e indirerek, malzeme bilimcilerinin yeni moleküller veya batarya elektrotları tasarlama çalışmalarını hızlandırmasını içerir.

Kaynak: Microsoft

Unilever gibi şirketler zaten bu “Üretken Kimya”yı bilimsel keşiflerini hızlandırmak için kullanıyor.

Şu ana kadar, kuantum bilgisayar konusunda Microsoft, Google veya IBM’e kıyasla geride kalmış gibi görünüyordu; Azure Quantum ile kuantum bilgisayar bulut hizmetleri sunuyordu. Bu hizmet ayrıca kuantum bilgisayarını geleneksel bulut tabanlı süper bilgisayar hizmetiyle birleştiren “hibrit hesaplama” da sunabiliyor.

Kaynak: Microsoft

Microsoft, 2025’in başlarında kendi Majorana parçacığı tabanlı çipini piyasaya sürdükçe, şirket küresel kuantum bilgisayar liderlerinden biri haline geldi.

Üçlü süperiletkenler gibi yeni malzemeler veya gerçek zamanlı kalibrasyon gibi yeni olasılıklarla, Microsoft’un ilerlemeye devam etmesi ve bu yeni araçları kendi kuantum bilgisayarlarına entegre etmesi muhtemeldir.

(Microsoft üzerine daha ayrıntılı bir şekilde odaklanan makalemizi de okuyarak şirketi daha iyi anlayabilirsiniz.)

En Son Microsoft (MSFT) Hisse Senedi Haberleri ve Gelişmeler

Referans Çalışma

<sup>1. F. Colangelo et al, Unveiling Intrinsic Triplet Superconductivity in Noncentrosymmetric NbRe through Inverse Spin-Valve Effects. Phys. Rev. Lett. 135, 226002 – Yayınlandı 25 November, 2025. DOI: https://doi.org/10.1103/q1nb-cvh6
2. Fabrizio Berritta, et al. Real-Time Adaptive Tracking of Fluctuating Relaxation Rates in Superconducting Qubits. Phys. Rev. X 16, 011025 – Yayınlandı 13 February, 2026. DOI: https://doi.org/10.1103/gk1b-stl3</sup>