Jalokivessä avain tulevaisuuden kvanttitietokoneille

St Andrewsin yliopiston johtaman uuden tutkimuksen mukaan muinaista jalokiveä käyttäen valmistettu valon erityinen muoto voisi olla avain uusille valopohjaisille kvanttitietokoneille, jotka voisivat ratkaista pitkäaikaisia tieteellisiä mysteereitä.

Tutkimuksessa, joka tehtiin yhteistyössä yhdysvaltalaisen Harvardin yliopiston, Australian Macquarien yliopiston ja tanskalaisen Århusin yliopiston tutkijoiden kanssa käytettiin Namibiasta luonnollisesti louhittua kuparioksidista (Cu2O) jalokiveä Rydbergin polaritonien tuottamiseen, suurimmat koskaan luodut valon ja aineen hybridihiukkaset.

Rydbergin polaritonit vaihtuvat jatkuvasti valosta aineeseen ja takaisin. Rydbergin polaritoneissa valo ja aine ovat kuin kolikon kaksi puolta, ja ainepuoli saa polaritonit olemaan vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.

Tämä vuorovaikutus on ratkaisevan tärkeä, koska se mahdollistaa kvanttisimulaattoreiden luomisen, erityinen kvanttitietokone, jossa tiedot tallennetaan kvanttibitteinä.

Hankkeen johtaja tohtori Hamid Ohadi St Andrewsin yliopiston fysiikan ja tähtitieteen koulusta sanoi: "Kvanttisimulaattorin valmistaminen valolla on tieteen pyhä malja. Olemme ottaneet valtavan harppauksen sitä kohti luomalla Rydberg-polaritonit, sen avainaineksen.

Rydberg-polaritonien luomiseksi tutkijat vangitsivat valoa kahden erittäin heijastavan peilin väliin. Namibiassa louhitusta kivestä saatu kuparioksidikide ohennettiin ja kiillotettiin sitten 30 mikrometrin paksuiseksi levyksi ja asetettiin kahden peilin väliin, jotta Rydbergin polaritonit olivat sata kertaa suurempia kuin koskaan aikaisemmin demonstroidut.

Yksi johtavista kirjailijoista, tohtori Sai Kiran Rajendran, St Andrewsin yliopiston fysiikan ja tähtitieteen koulusta, keroo: "Kiven ostaminen eBaysta oli helppoa. Haasteena oli tehdä Rydberg-polaritoneja, jotka ovat olemassa erittäin kapeassa värivalikoimassa.

Ryhmä jalostaa parhaillaan näitä menetelmiä edelleen tutkiakseen mahdollisuuksia tehdä kvanttipiirejä, jotka ovat kvanttisimulaattorien seuraava ainesosa.

Aiheesta aiemmin:

Kierteisiä topologisia eksitoni-polaritoneja