15 Ocak 2026 • Pesach Benson tarafından

Kuantum parçacıklarında İsrail-Japonya ortaklığında elde edilen bir atılım, bilimi güvenilir kuantum bilgisayarlara bir adım daha yaklaştırıyor. İsrail’deki Weizmann Enstitüsü ve Japonya Ulusal Malzeme Bilimleri Enstitüsü’nden bir bilim insanı ekibi, önceki kuantum etkileşimlerinde neler olduğunu “hatırlayabilen” parçacıklar buldu.

Araştırma, aşırı koşullar altında ultra ince malzemelerde ortaya çıkan ve birbirleri etrafında hareket etme sıralarını “hatırlayarak” bilgi depolayabilen, bu da onları hataya dirençli kuantum bilgisayarlar için umut verici yapı taşları haline getiren egzotik kuantum parçacıkları olan non-Abelyen anyonlara odaklandı.

Hakemli dergi Nature‘da yayınlanan çalışma, iki ultra ince karbon atomu katmanından oluşan bir malzeme olan çift katmanlı grafende non-Abelyen anyonların varlığına dair kanıtlar gösterdi.

Araştırma ekibinin başkanı Dr. Yuval Ronen, “İlk kez, non-Abelyen anyonlar gibi davranan parçacıkların deneysel kanıtlarına sahibiz. Bu araştırma, hataya toleranslı ve dar araştırma deneylerinin ötesinde daha kullanışlı kuantum bilgisayarlar inşa etme yolunda bizi bir adım daha ileri götürüyor.” dedi.

Anyonlar ilk olarak 1980’lerde öngörülmüştü, ancak yalnızca daha basit “Abelyen anyonlar” gözlemlenmişti. Non-Abelyen anyonlar daha karmaşıktır: değiştirildiklerinde sadece dalga fonksiyonu adı verilen bir kuantum özelliğini değiştirmekle kalmaz, aynı zamanda önceki eylemlerin hafızasını kodlayan şeklini de değiştirirler.

Kuantum bilgisayarlar, aynı anda birden fazla durumda bulunabilen kübitleri kullanır. Bu, onlara günümüz bilgisayarlarının çözemediği sorunları çözme potansiyeli verir. Ancak kübitler çok kırılgandır: en ufak bir rahatsızlık taşıdıkları bilgiyi yok edebilir. Non-Abelyen anyonlar, bilgiyi tek bir parçacıkta değil, tüm parçacık sistemi boyunca depoladıkları için bu sorunu çözebilir ve bu da onları hatalara karşı çok daha az duyarlı hale getirir.

Ronen, “Non-Abelyen anyonların değişimi sistemin dalga fonksiyonunda bir iz bırakır. Bu üç parçacığı bir sırayla değiştirirsek, başka bir sırayla değiştirdiğimizden farklı bir sonuç elde ederiz. Bu diziyi hatırlama yeteneği, bilgiyi depolamalarını sağlayan tam olarak budur.” diye açıkladı.

Parçacıkları incelemek için ekip, onları çift katmanlı grafende hassas döngü yolları boyunca yönlendirdi ve 19. yüzyıldan kalma bir ışık deneyinden esinlenen bir yöntemle, ortaya çıkan elektriksel direnç desenlerini ölçtü. Şaşırtıcı bir şekilde, bilim insanları parçacıkların beklenen çeyrek yerine yarım elektron yükü taşıdığını buldular, bu da iki non-Abelyen anyonun birlikte hareket ettiğini düşündürüyordu.

Dr. Ronen, “Henüz onları ayırabilmiş değiliz, ancak bu, bu parçacıkları doğrudan gözlemlemeye yönelik önemli bir adımdır. Bir sonraki zorluk, her bir parçacık değişim sırasının tam olarak nasıl benzersiz bir imza ürettiğini görmek olacak. Bu bizi hataya toleranslı kuantum bilgisayarlara daha da yaklaştıracak.” dedi.

Araştırmacılara göre, sadece 300 kübitin durumunu depolamak bile klasik bir bilgisayarın 34 kentilyondan fazla sayıyı hatırlamasını gerektirecektir, bu da bu parçacıkların bilgisayarın geleceği için ne kadar olağanüstü bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.

Tam olarak kullanıldığında, non-Abelyen anyonlar kuantum bilgisayarları çok daha güçlü ve güvenilir hale getirebilir. Yeni ilaçlar ve malzemeler için kimyasal reaksiyonları tahmin etmekten hava durumu tahminlerini iyileştirmeye kadar klasik bilgisayarlar için imkansız olan sorunları çözebilirler. Ayrıca yeni şifreleme türleriyle siber güvenliği güçlendirebilir ve yeni kuantum davranışlarını ortaya çıkararak temel bilimi ilerletebilirler.