სინათლის სპეციალური ფორმა, რომელიც უძველესი ნამიბიური ძვირფასი ქვის გამოყენებით მიიღეს, შეიძლება საკვანძო დეტალი იყოს სინათლეზე დაფუძნებული კვანტური კომპიუტერებისთვის; სწორედ ამ კომპიუტერებმა შეიძლება ამოხსნას დიდი ხნის სამეცნიერო საიდუმლოები. ამის შესახებ შოტლანდიის სენტ-ენდრიუს უნივერსიტეტის კვლევა იუწყება.
მკვლევართა ჯგუფმა ნამიბიაში ბუნებაში მოპოვებული სპილენძის ოქსიდის (Cu2O) ქვის გამოყენებით წარმოქმნა რიდბერგის პოლარიტონები, სინათლისა და მატერიის უდიდესი ჰიბრიდი ნაწილაკები, რაც კი ამ დრომდე შექმნილა.
რიდბერგის პოლარიტონები სინათლიდან გამუდმებით მატერიაზე ერთვება და პირიქით. რიდბერგის პოლარიტონებში სინათლე და მატერია მონეტის ორი მხარესავით არის, პოლარიტონები ერთმანეთთან მატერიის მხარეს ურთიერთქმედებს.
ეს ურთიერთქმედება გადამწყვეტია, რადგან სწორედ ის იძლევა კვანტურ სიმულატორთა შექმნის საშუალებას, კვანტური კომპიუტერის სპეციალური ტიპის, რომელშიც ინფორმაცია კვანტურ ბიტებში ინახება. კლასიკურ კომპიუტერებში არსებული ბინარული ბიტებისგან განსხვავებით, რომლებიც შეიძლება იყოს მხოლოდ 0 ან 1, ამ კვანტურმა ბიტებმა შეიძლება შეიძინონ ნებისმიერი მნიშვნელობა 0-სა და 1-ს შორის. შესაბამისად, მათ გაცილებით ბევრი ინფორმაციის შენახვა და ერთდროულად მრავალი პროცესის შესრულება შეუძლიათ.
ამ უნარმა კვანტურ სიმულატორებს შეიძლება მისცეს ფიზიკის, ქიმიის, ბიოლოგიის მნიშვნელოვან საიდუმლოთა ამოხსნის საშუალება, მაგალითად, როგორ დავამზადოთ მაღალი ტემპერატურის სუპერგამტარები ჩქაროსნული მატარებლებისთვის, როგორ შეიძლება დამზადდეს იაფი სასუქები გლობალური შიმშილის გადასაჭრელად ან ცილების დაკეცვის საშუალებით უფრო გაადვილდეს გაცილებით ეფექტიან პრეპარატთა წარმოება.
„სინათლის კვანტური სიმულატორების შექმნა მეცნიერებაში წმინდა გრაალის პოვნის ტოლფასია. მისი საკვანძო ინგრედიენტის, რიდბერგის პოლარიტრონების შექმნით, მისკენ უდიდესი ნაბიჯი გადავდგით“, — ამბობს პროექტის ხელმძღვანელი ჰამიდ ოჰადი.
რიდბერგის პოლარიტონების შესაქმნელად, მკვლევრებმა სინათლე ორ ძლიერ ამრეკლავ სარკეს შორის მოამწყვდიეს. ამის შემდეგ, ნამიბიაში მოპოვებული ქვის სპილენძის ოქსიდის კრისტალი 30 მიკრომეტრის სისქის (ადამიანის თმაზე უფრო წვრილი) ფირფიტამდე გაათხელეს და გააპრიალეს და ორ სარკეს შორის ჩადეს, რათა 100-ჯერ უფრო დიდი რიდბერგის პოლარიტონები შეექმნათ, ვიდრე ოდესმე შექმნილა.
„საკმაოდ მარტივად ვიყიდეთ ეს ქვა eBay-ზე. შემდეგი გამოწვევა იყო ისეთი რიდბერგის პოლარიტონების შექმნა, რომლებიც ფერის უკიდურესად ვიწრო დიაპაზონში არსებობს“, — აღნიშნავს კვლევის ერთ-ერთი ავტორი, საი კირან რეიენდრანი.
ამ ეტაპზე, მკვლევართა ჯგუფი მეთოდის გაუმჯობესებაზე მუშაობს, რათა განსაზღვროს კვანტური წრედების შექმნის შესაძლებლობა, რაც კვანტურ სიმულატორთა შემდეგი კომპონენტია.
კვლევა Nature Materials-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია phys.org-ის მიხედვით.
