Kuantum bilgisayarların çalışması için gereken aşırı soğuk ortam, aynı zamanda kuantum bilgiyi bozan gürültüyü de üretiyor. İsveç’te Chalmers University of Technology araştırmacıları, gürültüyü bastırmak yerine onu kullanarak soğutma yapabilen “kuantum buzdolabı” benzeri bir devre gösterdi. Bu yaklaşım, kuantum çiplerin içinde ısı akışını çok hassas biçimde yönetmenin önünü açabilir.
Kuantum bilgisayarlar, özellikle süperiletken devrelerle kurulan sistemler, mutlak sıfıra çok yakın sıcaklıklarda çalışmak zorunda. Bunun nedeni, bu koşullarda malzemelerin süperiletken hâle gelmesi ve qubit’lerde (kuantum bilginin temel birimleri) kararlı kuantum durumların korunabilmesi. Ancak aynı soğutma altyapısı ve çevresel elektromanyetik etkiler, “gürültü” olarak adlandırılan istenmeyen dalgalanmalar üreterek bu kırılgan durumları bozabiliyor.
Chalmers University of Technology’den bir ekip, bu sorunu tersine çevirebilecek minimal bir kuantum “buzdolabı” tasarımını tanıttı. Sistemin fikri, gürültüyü tamamen yok etmeye çalışmak yerine, kontrollü biçimde kullanarak ısı taşınımını yönlendirmek: Böylece devre içindeki enerji akışı ölçülebilir ve ayarlanabilir hâle geliyor.
Kuantum: Gürültüyle çalışan soğutma
Araştırmacıların Nature Communications’ta aktardığı düzende iki mikrodalga kanalı “sıcak” ve “soğuk” ısı rezervuarı gibi davranıyor. Bu iki kanalın birbirine etkili biçimde bağlanması ise üçüncü bir girişten verilen, dar bir frekans aralığında ayarlanmış rastgele mikrodalga dalgalanmalarıyla (kontrollü gürültü) sağlanıyor. Ekip, bu sayede ısı akışını açıp kapatabildiklerini ve 10-18 watt düzeyinde, yani attowatt mertebesinde son derece küçük ısı akımlarını ölçebildiklerini bildiriyor.
Düzenek, koşullara göre yalnızca bir buzdolabı gibi değil; bir ısı makinesi (heat engine) gibi çalışabilen veya ısıl taşınımı “güçlendiren” bir enerji yükselteci rolüne de bürünebiliyor. Bu çok modlu davranış, özellikle daha büyük kuantum sistemlerinde qubit’lerin çalışması ve ölçümü sırasında yerel olarak ortaya çıkan ısının çipin içinde yönetilebilmesi açısından kritik görülüyor.
Araştırmacılara göre asıl hedef, geleneksel soğutma sistemlerinin erişemediği ölçekte—doğrudan kuantum devrenin içinde—ısıyı uzaklaştırmak ya da başka bir yöne yönlendirmek. Eğer bu tür mikro-ölçekli ısı kontrolü pratikleşirse, daha kararlı ve ölçeklenebilir kuantum teknolojilerine giden yolda önemli bir mühendislik aracı hâline gelebilir.
Kaynaklar ve Bağlantılar:
- Nature Communications: “Quantum refrigeration powered by noise in a superconducting circuit” (2026) DOI: 10.1038/s41467-025-67751-z
- ScienceDaily sayfası: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/01/260129080418.htm
- Chalmers University of Technology (kurumsal kaynak/duyuru içeriği ScienceDaily üzerinden)
