Αυτος ο αρχαίος λίθος της Ναμίμπια θα μπορούσε να είναι το κλειδί για τους μελλοντικούς κβαντικούς υπολογιστές
Μια ειδική μορφή φωτός που κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας έναν αρχαίο πολύτιμο λίθο της Ναμίμπια θα μπορούσε να είναι το κλειδί για νέους κβαντικούς υπολογιστές που βασίζονται στο φως, οι οποίοι θα μπορούσαν να λύσουν μακροχρόνια επιστημονικά μυστήρια, σύμφωνα με νέα έρευνα του Πανεπιστημίου του St Andrews.
Η έρευνα, που διεξήχθη σε συνεργασία με επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ στις ΗΠΑ, το Πανεπιστήμιο Macquarie στην Αυστραλία και το Πανεπιστήμιο Aarhus στη Δανία και δημοσιεύτηκε στο Nature Materials, χρησιμοποίησε έναν φυσικό πολύτιμο λίθο από οξείδιο του χαλκού (Cu2O) από τη Ναμίμπια για την παραγωγή πολαριτόνων Rydberg, το μεγαλύτερο υβρίδιο σωματιδίων φωτός και ύλης που δημιουργήθηκε ποτέ.
Οι πολαρίτονες του Rydberg αλλάζουν συνεχώς από το φως στην ύλη και πάλι πίσω. Στους πολαρίτονες του Rydberg, το φως και η ύλη είναι σαν τις δύο όψεις ενός νομίσματος, και η πλευρά της ύλης είναι αυτή που κάνει τους πολαρίτονες να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Αυτή η αλληλεπίδραση είναι κρίσιμη γιατί αυτό είναι που επιτρέπει τη δημιουργία κβαντικών προσομοιωτών, ενός ειδικού τύπου κβαντικού υπολογιστή, όπου οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε κβαντικά bit. Αυτά τα κβαντικά bit, σε αντίθεση με τα δυαδικά bit στους κλασικούς υπολογιστές που μπορούν να είναι μόνο 0 ή 1, μπορούν να λάβουν οποιαδήποτε τιμή μεταξύ 0 και 1. Επομένως, μπορούν να αποθηκεύσουν πολύ περισσότερες πληροφορίες και να εκτελέσουν πολλές διεργασίες ταυτόχρονα.
Αυτή η ικανότητα θα μπορούσε να επιτρέψει στους κβαντικούς προσομοιωτές να λύσουν σημαντικά μυστήρια της φυσικής, της χημείας και της βιολογίας, για παράδειγμα, πώς να φτιάξουν υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας για τρένα υψηλής ταχύτητας, πώς θα μπορούσαν να κατασκευαστούν φθηνότερα λιπάσματα για την επίλυση της παγκόσμιας πείνας ή πώς αναδιπλώνονται οι πρωτεΐνες διευκολύνοντας την παράγουν πιο αποτελεσματικά φάρμακα.
Ο επικεφαλής του προγράμματος Δρ. Hamid Ohadi, της Σχολής Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του St Andrews, λέει ότι “η δημιουργία ενός κβαντικού προσομοιωτή με φως είναι το ιερό δισκοπότηρο της επιστήμης. Κάναμε ένα τεράστιο άλμα προς αυτό δημιουργώντας πολαρίτονες Rydberg. το βασικό συστατικό του».
Για να δημιουργήσουν πολαρίτονες Rydberg, οι ερευνητές παγίδευσαν το φως ανάμεσα σε δύο εξαιρετικά ανακλαστικά καθρέφτες. Ένας κρύσταλλος οξειδίου του χαλκού από μια πέτρα που εξορύχθηκε στη Ναμίμπια στη συνέχεια αραιώθηκε και γυαλίστηκε σε μια πλάκα πάχους 30 μικρομέτρων (λεπτότερη από ένα σκέλος ανθρώπινης τρίχας) και τοποθετήθηκε ανάμεσα στους δύο καθρέφτες για να γίνουν οι πολάριτονες Rydberg 100 φορές μεγαλύτεροι από ποτέ.
Ένας από τους κορυφαίους συγγραφείς Δρ. Sai Kiran Rajendran, της Σχολής Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του St Andrews, λέει ότι “η αγορά της πέτρας στο eBay ήταν εύκολη. Η πρόκληση ήταν να φτιάξουμε πολαρίτονες Rydberg που υπάρχουν σε εξαιρετικά στενό χρώμα εύρος.”
Η ομάδα αυτή τη στιγμή βελτιώνει περαιτέρω αυτές τις μεθόδους προκειμένου να διερευνήσει τη δυνατότητα κατασκευής κβαντικών κυκλωμάτων, τα οποία είναι το επόμενο συστατικό για κβαντικούς προσομοιωτές.
