Kuantum aygıtları için iki yoğun madde adayı: Eksiton­-polaritonu ve Majorana fermiyonu

Kuantum aygıtları için iki yoğun madde adayı:
Eksiton­-polaritonu ve Majorana fermiyonu

Özgür Bozat

Sabancı Üniversitesi

Özet : Minyatürleştirme ve yüksek performans malzemelerindeki gelişmeler geleneksel elektronik teknolojilerindeki yenilikleri tetiklemeye devam etmektedir. Ancak bu teknolojilerin klasik (kuantum olmayan) görev ve algoritma uygulamaları üzerine tasarım edilmeleri, fonksiyonelliklerine temel sınırlamalar getirmektedir (tam güvenli iletişim ve kompleks biyomoleküllerin simülasyonu gibi). Girişim ve dolanıklık kavramları üzerine kurulu kuantum aygıtlarıyla bu kısıtlamaların aşılması beklenmektedir. Hatta bu yöndeki gelişmelerin yansıması olarak ticari kuantum ürünleri ortaya çıkmaya başlamıştır.

Bu konuşmada kuantum aygıtlarında kullanılma potansiyeli taşıyan eksiton-polaritonu [1] ve Majorana fermiyonu [2] adlı iki parçacıkdan bahsedilecektir. Eksiton-polaritonları mikro-oyukların fotonik modları ile yarı-iletken kuantum kuyularındaki eksitonların kuvvetli bağ kurmalarından ortaya çıkan yarı-ışık yarı-madde hibrit parçacıklardır. Işık kısmından kaynaklanan hafif efektif kütleleri, madde kısmından kaynaklanan doğrusal olmayan etkileşimleri ve spin yapılarıyla yüksek sıcaklıklarda dahi çok çeşitli kollektif kuantum oluşumları gösterirler (Bose-Einstein yoğuşması, süperakışkanlık, Josephson etkisi ve topolojik uyarımlar gibi). Seminerde spintronik bellek bileşenleri ve mantık geçitlerinin temeli olarak kullanılabilecek çoklu-kararlılık etkisi vurgulanacaktır [1]. Ardından kendi karşı-parçacıklarıyla aynı olan Majorana fermiyonlarından bahsedilecektir. Dirac fermiyonlarının aksine doğada temel parçacık olarak varlığı henüz netleşmemiş olan bu parçacık, kendisini yoğun madde sistemlerinde sıfır-enerji Andreev bağlı-halleri olarak göstermektedir. Non-Abelian anyon olmaları dolayısıyla, eşevresizlikten etkilenmeyen topolojik kuantum bilgisayarlarında kullanılmaları beklenmektedir. Konuşmada bu parçacıkların görüldügü p-tipi süperiletken telleri ve s-tipi süperiletkenle temas halinde olan spin-yörünge etkileşimli yarıiletken kuantum telleri üzerinde durulacaktır. Rastgele (kirlilik kaynaklı) ve düzenli (süperörgü kaynaklı) saçılımın topolojik fazlar arası geçişi sağlayabileceği gösterilecektir [2].

[1] http://prb.aps.org/abstract/PRB/v86/i3/e035413
[2] http://myweb.sabanciuniv.edu/ozgurbozat/research/majorana2013poster/

Yer : MSGSÜ Bomonti Binası, Fizik Bölümü
Tarih : 2 Ocak 2014 Perşembe, 15:00
Ayrıntılı bilgi : msgsufizik.net