Notre Dame Üniversitesinde çalışan iki bilim insanı, Güney Kore’deki Kyung Hee Üniversitesiyle beraber kuantum bilişimden yardım alarak Güneş’ten gelen ısıyı önleyebilen şeffaf bir pencere kaplaması geliştirmiş. ACS Energy Levels bülteninde yayımlanan bulgularda araştırmacılar, saydam ışınır soğutucu (TRC) adını verdikleri bu katmanın yalnızca dışarıdan gelen ve iç mekandaki sıcaklığı yükseltmeyen görünür ışığa izin verdiğini aktarıyor. Kaplama böylelikle binaların soğutma giderlerini üçte bir oranında azaltabiliyor. Uluslararası Enerji Ajansına göre klima ve vantilatörler, dünya genelinde binaların enerji masrafının yüzde 20’sini meydana getirirken insanların elektrik tüketiminin ise yaklaşık yüzde 10’unu oluşturuyor.
En iyi malzeme düzenini belirlemek isteyen araştırma takımı, bu kapsamda makine öğrenim teknolojsiinden ve gelecek vadeden kuantum bilişimden yararlanmış. Kuantum bilişim henüz erken bir aşamada olsa da, geleneksel bilişim yöntemlerini oldukça geride bırakan muazzam bir potansiyel barındırıyor. Günümüzde klasik süperbilgisayarların en gelişmişi bile hesaplama yapmak için ikili sayı sistemini kullanıyor. Bilginin 1’ler ve 0’lar biçiminde temsil edildiği klasik sistemlerin başarabileceği şeyler de bu yüzden sınırlı. Fakat kuantum bilişimde bilgi ya 1, ya 0 ya da ikisinin bileşimi şeklinde temsil edilebiliyor. Bu sayede bilim insanları, doğa bilimleri simülasyonları ve nükleer füzyon araştırmaları gibi sayısız alanda teorik olarak dev bir avantaj elde ediyor.
Araştırmacıların TRC tasarımının uygun şekilde çalışması için inanılmaz derece ince malzeme katmanlarının hassas şekilde sıralanması ve böylelikle ısının en uygun şekilde azaltılması gerekiyor. Yeni çalışmada makine öğrenim ve kuantum bilişim teknolojilerinin gücü bir araya getirilerek, geliştirilen modeller bir saniyeden çok daha kısa bir sürede test edilmiş. İşlem sonucunda, mümkün olan neredeyse tüm karışım ve malzeme bileşimleri çözümlenip en iyisi ortaya çıkarılmış.
Sonuç ise cam bir taban üzerinde, 1,2 mikron kalınlığında silis, alümin ve titanyum oksitten meydana gelen bir katmanın oluşturulması olmuş. Bu katman, daha sonra kontakt lenslerde kullanılan polimer ile kaplanmış. Ortaya çıkan yeni bileşim, günümüzde ısıyı azaltmak için kullanılan diğer tüm kaplamaları geride bırakıyor. Notre Dame Üniversitesi Enerji Çalışmaları Merkezinde görev yapan Profesör Tengfei Luo, “Kuantum bilişim stratejisi malzemenin kendisi kadar önemli” diyor. “Bu yaklaşımla beraber, sınıfındaki en iyi malzemeyi bularak ışınımsal bir soğutucu tasarladık ve soğutma etkisini deneysel şekilde kanıtladık.”
Gelişmeler devam ettikçe, bu tür ısı azaltan saydam katmanlar da pencere ve cam yapılara gitgide daha fazla uygulanarak enerji kaynaklı sera gazı yayılımları azaltılabilir: Özellikle de dünyanın, iklim değişiminin getirebileceği en kötü senaryoları def etmek için zamanla yarıştığı şu günlerde…
Yazar: Andrew Paul/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
