Научници су направили корак ближе откључавању пуног потенцијала квантних рачунара, успешно произвевши највеће хибридне честице светлости и материје досад створене.
Један од начина на који можемо у потпуности остварити потенцијал квантних рачунара јесте да их темељимо и на светлости и на материји. На тај начин информације се могу складиштити и обрађивати, али и путовати брзином светлости.
Научници су управо направили корак ближе том циљу, успешно произвевши највеће хибридне честице светлости и материје досад створене. Те квазичестице, познате као Рајдбергови поларитони, направљене су помоћу комада камена који садржи кристале оксида бакра (Cu2О) из древног лежишта у Намибији, једном од ретких места на свету на којем је пронађен с квалитетом драгог камења. Kристал извучен из камена полиран је и стањиван на мање од ширине људске власи косе и стиснут између два огледала да би ухватио светлост, што је резултирало Рајдберговим поларитонима 100 пута већим од било којих досад виђених.
Свети грал науке
Ово научно постигнуће приближава нас производњи квантног симулатора који може покренути те Рајдбергове поларитоне користећи квантне битове или кубите за похрањивање информација у нулама, јединицама и вишеструким вредностима између њих уместо само класичним рачунарским битовима (0 и 1). Израда квантног симулатора са светлом је свети грал науке. Направили смо велики корак ка томе стварајући Рајдбергове поларитоне, који су његов кључни састојак, каже физичар Хамид Охади са Универзитета Сент Ендрус у Великој Британији.
И ту је заправо главну улогу одиграо древни драги камен из Намибије јер је оксид у њему суперпроводник, материјал који омогућује електронима да теку без отпора, а претходна истраживања су показала да садржи дивовске Рajдбергове ексцитоне.
Рyдбергове поларитоне чини тако посебнима то што се они непрестано пребацују са светла на материју и натраг. Истраживачи упоређују светлост и материју с две стране истог новчића, а то је страна материје на којој поларитони могу међусобно да комуницирају. То је важно јер се светлосне честице брзо крећу, али не ступају у интеракцију једна с другом. Материја је спорија, али је способна да комуницира. Спајање ових двеју способности могло би помоћи у откључавању потенцијала квантних рачунара.
Древни драги камен из Намибије јер је оксид у њему суперпроводник, материјал који омогућује електронима да теку без отпора, а претходна истраживања су показала да садржи дивовске Рajдбергове ексцитоне.
Та флексибилност је кључна у управљању квантним стањима која остају недефинисана док се не посматрају. Потпуно функционалн квантни рачунар изграђен на овој технологији и даље је далеко, али сада смо ближе него икад пре могућности да га заправо направимо.
Тајни драги камен
Рајдбергови поларитони настају спајањем ексцитона и фотона. И ту је заправо главну улогу одиграо древни драги камен из Намибије јер је оксид у њему суперпроводник, материјал који омогућује електронима да теку без отпора, а претходна истраживања су показала да садржи дивовске Рajдбергове ексцитоне. Ексцитони су електрично неутралне квазичестице које се под правим условима могу присилити да се споје са светлосним честицама. Ови велики ексцитони који се налазе у оксиду бакра могу се спојити с фотонима унутар посебног склопа познатог као Фабри-Пероова микрошупљина или, једноставније речено, огледалски сендвич. То је био кључни елемент у стварању већих Рајдбергових поларитона.
Kуповина камена на eBay-у била је лака. Изазов је био направити Рajдбергове поларитоне који постоје у изузетно уском распону боја, каже физичар Саи Kиран Раџендран са Универзитетета Сент Ендрус. Једном када се потпуно оспособљени квантни рачунари могу саставити, можда помоћу баш ових Рајдбергових поларитона, експоненцијална побољшања рачунарске снаге омогућиће им да се позабаве надасве сложеним прорачунима изван опсега рачунара које имамо данас.
Примери које су изнели истраживачи укључују развој високотемпературних суправодљивих материјала и веће разумевање тога како се протеини савијају (потенцијално повећавајући способност производње лекова). Методе наведене у новом истраживању мораће да се додатно усавршавају да би се те честице користиле у квантним круговима, али основе су сада ту. Научни тим који стоји иза овог истраживања мисли да се и њихови резултати могу побољшати у будућности. Они отварају пут ка реализацији ексцитон-поларитона у снажној интеракцији и истраживању јако корелисаних фаза материје помоћу светлости на чипу, пишу истраживачи у студији објављеној у научном часопису Nature Materials.
(Илустрација Прастари камен из Намибије купљен на na eBay–у (news.st-andrews.ac.uk)
(Извор Зимо)
