19 Eylül 2025 • Pesach Benson

Kudüs, 19 Eylül 2025 (TPS-IL) — Elmas teknolojisindeki bir gelişme, kuantum iletişimi ve ultra hassas sensörleri laboratuvardan çıkarıp gerçek dünya kullanımına sunabilir. İsrailli ve Alman bilim insanları, elmaslardaki mikroskobik kusurlardan yayılan ışığın neredeyse tamamını yakalama yöntemini geliştirdiklerini duyurdu. Bu gelişme, kuantum cihazlarını daha hızlı, daha güvenilir ve mevcut sistemlere entegre etmeyi daha kolay hale getirebilir.

Kudüs İbrani Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, Berlin Humboldt Üniversitesi ile işbirliği içinde, kuantum bilgisi taşıyan tek ışık parçacıkları veya fotonlar yayan elmas kristallerindeki minik kusurlar olan nitrojen-boşluk (NV) merkezlerine odaklandı. Bu fotonlar, yeni nesil kuantum bilgisayarlar, güvenli iletişim ve hassas sensörlerin geliştirilmesi için esastır. Şimdiye kadar bu ışığın çoğu her yöne dağılıyordu, bu da pratik uygulamalar için faydalanılmasını zorlaştırıyordu.

Araştırmacılar, NV merkezleri içeren nano elmasları özel olarak tasarlanmış hibrit nano antenlere gömerek, ışığın dağılmasına izin vermek yerine hassas bir yönde yönlendirmeyi başardılar. Metal ve dielektrik malzemelerin katmanlarından oluşan ve hedef deseni şeklinde inşa edilen antenler, nano elmaslar tam merkezlerine yerleştirildiğinde en iyi şekilde çalışıyor – metreye göre milyarda birkaç birim hassasiyetle. Sonuç, dramatik bir iyileşme: oda sıcaklığında fotonların yüzde 80’e kadar yakalanması, önceki yöntemlere göre büyük bir sıçrama.

Bulgular, hakemli bir dergi olan APL Quantum‘da yayınlandı.

Kudüs İbrani Üniversitesi’nden Prof. Carmichael Rapaport, “Bu bizi pratik kuantum cihazlarına çok daha yaklaştırıyor. Foton toplama işlemini daha verimli hale getirerek, güvenli kuantum iletişimi ve ultra hassas sensörler gibi teknolojilerin kapısını aralıyoruz” dedi.

Dr. Yonatan Lubotzky ise, “Bizi heyecanlandıran şey, bunun basit, yonga tabanlı bir tasarımda ve oda sıcaklığında çalışması. Bu da, daha önce olduğundan çok daha kolay bir şekilde gerçek dünya sistemlerine entegre edilebileceği anlamına geliyor” diye ekledi.

Bu gelişme, uzun zamandır parlaklıklarıyla değer gören elmasların, en son teknolojide de temel araçlar olabileceğini gösteriyor. Bilim insanlarının tek fotonları benzeri görülmemiş bir verimlilikle kontrol etmelerini ve toplamalarını sağlayarak, bu çalışma kuantum ağlarının yayılmasını hızlandırabilir, kuantum bilgisayarların performansını artırabilir ve en küçük çevresel değişiklikleri bile tespit edebilen sensörler sağlayabilir.

Verimli foton toplama, verilerin neredeyse hacklenemez hale getirilebilecek kuantum güvenli iletişim için kritik öneme sahiptir. Kuantum sensörleri manyetik alanları, sıcaklık değişimlerini veya diğer olguları benzeri görülmemiş bir hassasiyetle tespit edebildiğinden, bu çalışma tıp, navigasyon ve malzeme bilimi için ultra hassas cihazlara yol açabilir.

Ayrıca, yonga tabanlı tasarım, bu teknolojinin seri olarak üretilebileceği ve mevcut elektroniklere entegre edilebileceği anlamına geliyor.