Özel Bir Elmas, Tamamen Açık Kaynaklı Bir Kuantum Sensörünün Anahtarıdır

Kuantum bilişim, kime sorduğunuza bağlı olarak ya uzak bir hayal ya da yakın bir gerçekliktir . Las Vegas'taki Defcon güvenlik konferansında bu yılki Quantum Village etkinliğinin büyük bir kısmı yeni araştırmalara ve tehdit analizlerine odaklansa da, Village'ın kurucu ortakları Victoria Kumaran ve Mark Carney, halihazırda mevcut olan kuantum teknolojisini bilgisayar korsanları ve herkes için daha erişilebilir hale getirmek için de çalışıyor.

Cumartesi günü Defcon'da yapılacak ana sahne konuşmasında ikili, tıbbi teknolojilerden GPS alternatiflerine kadar çeşitli kullanımlara hizmet edebilen açık kaynaklı ve uygun fiyatlı bir kuantum sensörü sunacak . Üstelik tüm bunlar, belirli atomik özelliklere sahip özel ve uygun fiyatlı bir elmasla çalışıyor. İlk nesil tasarım, tedarikçilere ve nakliye sürelerine bağlı olarak yaklaşık 120 ila 160 dolara monte edilebilir. Kumaran ve Carney'nin bu hafta sonu sunacağı ikinci versiyon daha da ucuza üretilebilir ve ikili, topluluk testleri ve geri bildirimlerine dayanarak bu sonbaharda üçüncü bir versiyon piyasaya süreceklerini ve bu versiyonun yalnızca 50 dolara mal olmasını umduklarını söylüyor.

Kuantum sensörleri, manyetik ve elektrik alanlarındaki son derece küçük değişiklikleri algılayarak ultra hassas ölçümler sağlar. Örneğin, neredeyse kusursuz zaman tutan atom saatleri, onlarca yıldır kullanımda olan kuantum sensörleridir. Ancak kuantum algılama hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyen araştırmacılar ve meraklılar için giriş engelleri oldukça yüksek olmuştur. Bu nedenle, Quantum Village'ın nispeten uygun fiyatlı, açık kaynaklı "Uncut Gem" projesi, daha fazla insanın kendi kuantum sensörlerini inşa etmesi ve teknolojiyi keşfetmesi için gerçek bir fırsat yaratıyor.

Kumaran, sunum öncesinde WIRED'a verdiği demeçte, "Daha önce yapamadığınız şeyleri yapabilirsiniz; örneğin, tüm farklı ülkelerde kullanılabilen taşınabilir MRI tarzı cihazlar geliştirmek için kuantum sensörleri kullanabilirsiniz," dedi. "Bunlar kusurlu elmaslar, bulabileceğiniz en ucuz sentetik elmaslar. Sentetik elmasların bu kadar kullanışlı olmasında biraz şiirsel bir yan olduğunu düşünüyorum."

Kuantum sensörü için gereken bileşenlerin çoğu, hazır satılan basit hesaplama parçalarıdır; ancak elmasın "azot boşluğu elması" olarak bilinen bir yapıda olması gerekir. Elmasın özel moleküler özellikleri, elmasın atomik yapısındaki bazı karbon atomlarının yerini alan azot atomlarının varlığından kaynaklanır.

Kuantum sensörleri, potansiyel tıbbi uygulamaların yanı sıra, elektromanyetik dalga parazitini izleyen alternatif navigasyon teknolojilerinde de kullanılabilir. Bu tür araçlar, küresel sistem arızaları veya hedefli karıştırma durumlarında GPS'e yerel alternatifler olarak kullanılabilir. ABD Uzay Kuvvetleri, bir basın bülteninde "uzayda şimdiye kadar test edilmiş en yüksek performanslı kuantum eylemsiz sensör" olarak adlandırılan bir cihazı test ediyor .

Ancak dünyanın en yüksek performanslı kuantum sensörlerine erişimi olmayan insanların büyük çoğunluğu için Uncut Gem projesi, kuantum algılama teknolojisini demokratikleştirmek ve genişletmek için bir fırsat sunuyor. Bu proje, düşük maliyetli, erişilebilir tasarım ve bileşenlere odaklanan farklı hackerlık alanlarındaki diğer projelere katılıyor .

Bağımsız araştırmacı Davide Gessa, Uncut Gem şemalarını ve kodunu test ediyor.

Gessa, WIRED'a verdiği demeçte, "Elektronik aksamlı elması dökümün son aşamasındayım; cihazı yaklaşık iki hafta içinde bitirmeyi umuyorum," dedi. "Resmi proje talimatlarını takip ediyorum, ancak bazı özelleştirmeler de yaptım. Bu cihazı kuantum hesaplama deneyleri yapmak ve rastgele sayı üretmek için kullanmayı umuyorum. Tüm düzenlemelerim açık kaynaklı olacak, böylece herkes kopyalayıp geliştirebilecek."

Uncut Gem prototip sensörleri, kaotik bir konferans salonundaki manyetik dalga dalgalanmalarını ve bir nesneden birkaç metre ötedeki kalp atışını algılayabiliyor. Yazılım, kuantum algılamada hayati önem taşıyor, çünkü en gelişmiş ve yüksek kaliteli donanımlar bile ortamdaki gürültüyü algılıyor ve sensörün çıkışını hedeflenen algılamaya odaklamak için bu gürültünün dengelenmesi ve filtrelenmesi gerekiyor.

Quantum Village'dan Carney, WIRED'a yaptığı açıklamada, "Buna ilk tamamen açık kaynak adını vermemizin nedeni, bulduğum kadarıyla diğer makalelerin size bazı şemalar sunması ve biz de onlara atıfta bulunmamız; ancak PCB'nin [baskılı devre kartı], elmasların kaynağının, tasarımların, şemaların, donanım yazılımının ve ayrıca nasıl çalıştığına dair bir bilgi deposunun bulunduğu başka bir yerin olmaması, böylece başlayabilirsiniz" dedi.

Kuantum sensörlerinin ve tabii ki Uncut Gem sensörünün, Star Trek tricorder'ının doğruluğunu ve kullanım kolaylığını sunması için daha kat etmesi gereken uzun bir yol varken, Carney ve Kumaran, projenin amacının gerçek kuantum teknolojisini mümkün olan en kısa sürede dünyaya ulaştırmak olduğunu vurguluyor.

Carney, "Bunun açık kaynaklı olması bizim için gerçekten önemli," diyor. "İyi bir sensör mü? Affedersiniz ama kesinlikle hayır. Çok daha iyi sensörler var. Daha iyi bir sensör olabilir mi? Kesinlikle ve eğer insanları açık kaynaklı yazılıma katılmaya ve onu geliştirmeye ikna edebilirsek bu gerçekleşecek."