Особая форма света, которая создана с использованием древнего намибийского драгоценного камня, может стать ключом к новым квантовым компьютерам на основе света, которые могли бы решить давние научные загадки. Это открытие было сделано в ходе нового исследования в Университете Сент-Эндрюс.
Не забудьте подписаться на наш Дзен, а теперь к подробностям.
В исследовании, проведенном в сотрудничестве с учеными из Гарвардского университета в США, Университета Маккуори в Австралии и Орхусского университета в Дании и опубликованного в журнале Nature Materials, для получения ридберговских поляритонов использовался добытый естественным путем драгоценный камень из оксида меди (Cu 2 O) из Намибии.
"Ридберговские поляритоны" постоянно переключаются со света на материю и обратно. Свет и материя подобны двум сторонам медали, и сторонам материи — это то, что заставляет поляритоны взаимодействовать друг с другом.
Это взаимодействие имеет решающее значение, потому что именно оно позволяет создавать квантовые симуляторы - особый тип квантового компьютера, где информация хранится в квантовых битах.
Эти квантовые биты, в отличие от двоичных битов в классических компьютерах, которые могут быть только 0 или 1, могут принимать любое значение от 0 до 1. Таким образом, они могут хранить гораздо больше информации и выполнять несколько процессов одновременно.
Эта возможность может позволить квантовым симуляторам решать важные задачи физики, химии и биологии. Например, как сделать высокотемпературные сверхпроводники для высокоскоростных поездов, как можно сделать более дешевые удобрения, потенциально способные решить глобальный голод, или как сворачиваются белки, облегчая их утилизацию, а также производить более эффективные препараты.
Руководитель проекта доктор Хамид Охади из Школы физики и астрономии Сент-Эндрюсского университета сказал: «Создание квантового симулятора со светом — это святой Грааль науки. Мы сделали огромный скачок в этом направлении, создав поляритоны Ридберга, ключевой компонент».
Чтобы создать поляритоны Ридберга, исследователи захватили свет между двумя зеркалами с высокой отражающей способностью. Затем кристалл закиси меди из камня, добытого в Намибии, сделали тоньше и отполировали до толщины 30 микрометров (тоньше, чем прядь человеческого волоса) и помещен между двумя зеркалами, чтобы сделать ридберговские поляритоны в 100 раз больше, чем когда-либо ранее.
Один из ведущих авторов доктор Сай Киран Раджендран из Школы физики и астрономии Университета Сент-Эндрюс сказал: «Приобрести камень на eBay было легко. Задача состояла в том, чтобы создать ридберговские поляритоны, существующие в чрезвычайно узком цветовом диапазоне».
В настоящее время команда дорабатывает эти методы, чтобы изучить возможность создания квантовых схем, которые станут следующим компонентом квантовых симуляторов.
Читать другие статьи:
Можно ли добиться отсутствия задержек при общении между Землей и Луной?
Космический челнок Crew Dragon доставил четверых туристов на МКС!
Чем на самом деле является обнаруженный в космосе загадочный айсберг?
Тайны белых дыр в космосе: как устроены антиподы черных дыр?
Исследование финансировалось Исследовательским советом по инженерным и физическим наукам Великобритании (EPSRC).