Древний намибийский камень может стать ключом к будущим квантовым компьютерам

690

Согласно новому исследованию, проведенному Университетом Сент-Эндрюс, особая форма света, созданная с использованием древнего намибийского драгоценного камня, может стать ключом к новым квантовым компьютерам на основе света, которые могли бы решить давние научные загадки.

В исследовании, проведенном в сотрудничестве с учеными из Гарвардского университета, Университета Маккуори в Австралии и Орхусского университета в Дании, использовался природный драгоценный камень оксида меди (Cu2O) из Намибии для производства поляритонов Ридберга, самых больших гибридных частиц света и материи, когда-либо созданных.

Ридберговские поляритоны постоянно переключаются со света на материю и обратно. В ридберговских поляритонах и материя подобны двум сторонам медали, и сторона 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 хранится в квантовых битах.

Квантовые биты (кубиты), в отличие от двоичных битов в классических компьютерах, которые могут принимать только 0 или 1, также могут принимать значение 0 и 1, но при этом быть в их суперпозиции. Таким образом, они могут хранить гораздо больше информации и выполнять несколько процессов одновременно.

Эта возможность может позволить квантовым симуляторам решать важные загадки физики, химии, биологии и других наук.

Оксид меди Cu2O - добытый в Намибии кристалл, используемый для изготовления поляритонов Ридберга
Оксид меди Cu2O — добытый в Намибии кристалл, используемый для изготовления поляритонов Ридберга. © University of St Andrews

Руководитель проекта Хамид Охади из Школы физики и астрономии Сент-Эндрюсского университета говорит, что «создание квантового симулятора со светом — это святой Грааль науки. Мы сделали огромный скачок в этом направлении, создав поляритоны Ридберга, ключевой компонент этого».

Чтобы создать поляритоны Ридберга, исследователи захватили между двумя зеркалами с высокой отражающей способностью.

Затем кристалл оксида меди из камня, добытого в Намибии, был утончен и отполирован до пластины толщиной 30 микрометров (тоньше, чем человеческий волос) и помещен между двумя зеркалами, чтобы сделать ридберговские поляритоны в 100 раз больше, чем когда-либо продемонстрированные ранее.

В настоящее время ученые дорабатывает эти методы, чтобы изучить возможность создания квантовых схем, которые станут следующим компонентом квантовых симуляторов.

Исследование опубликовано в Nature Materials (2022). DOI: 10.1038/s41563-022-01230-4

Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии