ZOV BUDUĆNOSTI

KVANTNI KLJUČ U KAMENU

Ilustracija

Ilustracija

Naučnici su napravili korak bliže otključavanju punog potencijala kvantnih računara, uspešno proizvevši najveće hibridne čestice svetlosti i materije dosad stvorene.

Jedan od načina na koji možemo u potpunosti ostvariti potencijal kvantnih računara jeste da ih temeljimo i na svetlosti i na materiji. Na taj način informacije se mogu skladištiti i obrađivati, ali i putovati brzinom svetlosti.

Naučnici su upravo napravili korak bliže tom cilju, uspešno proizvevši najveće hibridne čestice svetlosti i materije dosad stvorene. Te kvazičestice, poznate kao Rajdbergovi polaritoni, napravljene su pomoću komada kamena koji sadrži kristale oksida bakra (Cu2O) iz drevnog ležišta u Namibiji, jednom od retkih mesta na svetu na kojem je pronađen s kvalitetom dragog kamenja. Kristal izvučen iz kamena poliran je i stanjivan na manje od širine ljudske vlasi kose i stisnut između dva ogledala da bi uhvatio svetlost, što je rezultiralo Rajdbergovim polaritonima 100 puta većim od bilo kojih dosad viđenih.

Sveti gral nauke

Ovo naučno postignuće približava nas proizvodnji kvantnog simulatora koji može pokrenuti te Rajdbergove polaritone koristeći kvantne bitove ili kubite za pohranjivanje informacija u nulama, jedinicama i višestrukim vrednostima između njih umesto samo klasičnim računarskim bitovima (0 i 1). Izrada kvantnog simulatora sa svetlom je sveti gral nauke. Napravili smo veliki korak ka tome stvarajući Rajdbergove polaritone, koji su njegov ključni sastojak, kaže fizičar Hamid Ohadi sa Univerziteta Sent Endrus u Velikoj Britaniji.

I tu je zapravo glavnu ulogu odigrao drevni dragi kamen iz Namibije jer je oksid u njemu superprovodnik, materijal koji omogućuje elektronima da teku bez otpora, a prethodna istraživanja su pokazala da sadrži divovske Rajdbergove ekscitone.

Rydbergove polaritone čini tako posebnima to što se oni neprestano prebacuju sa svetla na materiju i natrag. Istraživači upoređuju svetlost i materiju s dve strane istog novčića, a to je strana materije na kojoj polaritoni mogu međusobno da komuniciraju. To je važno jer se svetlosne čestice brzo kreću, ali ne stupaju u interakciju jedna s drugom. Materija je sporija, ali je sposobna da komunicira. Spajanje ovih dveju sposobnosti moglo bi pomoći u otključavanju potencijala kvantnih računara.

Drevni dragi kamen iz Namibije jer je oksid u njemu superprovodnik, materijal koji omogućuje elektronima da teku bez otpora, a prethodna istraživanja su pokazala da sadrži divovske Rajdbergove ekscitone.

Ta fleksibilnost je ključna u upravljanju kvantnim stanjima koja ostaju nedefinisana dok se ne posmatraju. Potpuno funkcionaln kvantni računar izgrađen na ovoj tehnologiji i dalje je daleko, ali sada smo bliže nego ikad pre mogućnosti da ga zapravo napravimo.

Tajni dragi kamen

Rajdbergovi polaritoni nastaju spajanjem ekscitona i fotona. I tu je zapravo glavnu ulogu odigrao drevni dragi kamen iz Namibije jer je oksid u njemu superprovodnik, materijal koji omogućuje elektronima da teku bez otpora, a prethodna istraživanja su pokazala da sadrži divovske Rajdbergove ekscitone. Ekscitoni su električno neutralne kvazičestice koje se pod pravim uslovima mogu prisiliti da se spoje sa svetlosnim česticama. Ovi veliki ekscitoni koji se nalaze u oksidu bakra mogu se spojiti s fotonima unutar posebnog sklopa poznatog kao Fabri-Peroova mikrošupljina ili, jednostavnije rečeno, ogledalski sendvič. To je bio ključni element u stvaranju većih Rajdbergovih polaritona.

Kupovina kamena na eBay-u bila je laka. Izazov je bio napraviti Rajdbergove polaritone koji postoje u izuzetno uskom rasponu boja, kaže fizičar Sai Kiran Radžendran sa Univerziteteta Sent Endrus. Jednom kada se potpuno osposobljeni kvantni računari mogu sastaviti, možda pomoću baš ovih Rajdbergovih polaritona, eksponencijalna poboljšanja računarske snage omogućiće im da se pozabave nadasve složenim proračunima izvan opsega računara koje imamo danas.

Primeri koje su izneli istraživači uključuju razvoj visokotemperaturnih supravodljivih materijala i veće razumevanje toga kako se proteini savijaju (potencijalno povećavajući sposobnost proizvodnje lekova). Metode navedene u novom istraživanju moraće da se dodatno usavršavaju da bi se te čestice koristile u kvantnim krugovima, ali osnove su sada tu. Naučni tim koji stoji iza ovog istraživanja misli da se i njihovi rezultati mogu poboljšati u budućnosti. Oni otvaraju put ka realizaciji eksciton-polaritona u snažnoj interakciji i istraživanju jako korelisanih faza materije pomoću svetlosti na čipu, pišu istraživači u studiji objavljenoj u naučnom časopisu Nature Materials.

(Ilustracija Prastari kamen iz Namibije kupljen na na eBayu (news.st-andrews.ac.uk)

(Izvor Zimo)

O autoru

Stanko

Ostavite komentar