Sıfırın Yakınında Çalışan Beyin‑İlhamlı Çip, Kuantum Hesaplamayı Değiştirebilir
Hong Kong Üniversitesi’nden araştırmacılar, 10 mK sıcaklıkta sinir hücreleri gibi “spike” üretebilen tek bir silikon karbür MOSFET’i geliştirdi. Bu yenilik, kuantum bilgisayarların kontrol elektronikinde enerji verimliliğini artırarak derin uzay görevlerine de yol açabilir.
28 Haziran 2026’da Hong Kong Üniversitesi (HKU) Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü ve Gelişmiş Yarıiletkenler ile Entegre Devreler Merkezi (CASIC) ekipleri, kuantum bilgisayarların ve derin uzay görevlerinin karşılaştığı en kritik zorluklardan birini çözebilecek bir çip tasarladı. 10 mK sıcaklıkta çalışan tek bir silikon karbür (SiC) MOSFET’i, biyolojik nöronların enerji‑verimli “spike” aktivitesini taklit ederek, kuantum kubitlerinin kontrolü için gereken elektronik sistemlerin ısı yükünü dramatik biçimde azaltabilir.
Çalışmanın başındaki araştırmacı Prof. Yuhao Zhang, “Bu platform, kuantum işlemcilerin yanına entegre edilebilecek bir donanım sunuyor. Silikon karbürün benzersiz taşıyıcı dinamikleri sayesinde, geleneksel elektroniklere göre binlerce kat daha enerji‑verimli devreler oluşturabiliyoruz” diyerek, yeni teknolojinin potansiyelini vurguladı. PhD öğrencisi Xin Yang ise, “SiC MOSFET’lerin 2 K altı sıcaklıklarda gösterdiği güçlü ‘S‑şekilli’ negatif diferansiyel direnç (NDR) etkisi, malzemenin atomik özelliklerinden doğar. Bu mekanizma, üretim partileri arasında tutarlı bir şekilde tekrarlanabilir” şeklinde ekledi.
Silicon karbürün bu olağanüstü kriyojenik davranışı, elektron‑donör etki iyonizasyonu (EDII) ile açıklanıyor. Diğer teknolojilerin cihaz içindeki ısı üretimine bağlı olması yerine, SiC’nin atomik yapısının doğrudan etkisiyle ortaya çıkan NDR, cihazın sıcaklık değişimlerine karşı dayanıklı olmasını sağlıyor. Bu da, mevcut endüstriyel üretim hatlarının 300 mm wafer’larda bu çipleri üretmesine olanak tanıyor. Yang, “SiC’nin elektrikli araçlar ve enerji şebekelerinde zaten yaygın olarak kullanılması, bu kriyojenik çiplerin seri üretimini hızlandıracak” dedi.
Çalışma, tek bir çipin “spike” üretme yeteneğinin ötesine geçerek, bu yapay nöronların birbirine bağlanarak daha büyük ağlar oluşturabileceğini gösterdi. Böyle bir ağ, kuantum hata düzeltme ve gerçek‑zaman kuantum kontrolü gibi kritik fonksiyonlarda yerel veri işleme yeteneği sağlayarak, kuantum bilgisayarların ölçeklenebilirliğini artırabilir. Aynı zamanda, bu devrelerin aşırı soğuk ortamlarda güvenilir çalışması, Ay yüzeyi veya Güneş Sistemi’nin uzak bölgelerinde derin uzay keşif sistemleri için de cazip bir seçenek sunuyor.
Sonuç olarak, Nature Communications’da yayımlanan “Cryogenic neuromorphic circuits using gate-controlled negative differential resistance in silicon carbide” başlıklı makale, kuantum bilişim ve uzay teknolojileri alanında devrim yaratabilecek bir adım olarak öne çıkıyor. Bilim insanları, bu yeniliğin kuantum donanımının enerji tüketimini azaltarak daha büyük ve daha verimli sistemlerin inşasına zemin hazırlayacağını belirtiyor.