Batu Permata Namibia Purba Memegang Kunci Komputer Kuantum Masa Depan

Cuprous oxide – kristal yang ditambang dari Namibia yang digunakan untuk membuat polariton Rydberg. Kredit: Universiti St Andrews

Satu bentuk cahaya khas yang dibuat menggunakan batu permata Namibia kuno boleh menjadi kunci kepada komputer kuantum berasaskan cahaya baharu, yang boleh menyelesaikan misteri saintifik yang telah lama dipegang, menurut penyelidikan baharu yang diketuai oleh Universiti St Andrews.

Penyelidikan itu, dijalankan dengan kerjasama saintis di Universiti Harvard di AS, Universiti Macquarie di Australia, dan Universiti Aarhus di Denmark dan diterbitkan dalam Bahan Alam Semula Jadi, menggunakan cuprous oksida yang dilombong secara semula jadi (Cu2O) batu permata dari Namibia untuk menghasilkan polariton Rydberg, zarah hibrid cahaya dan jirim terbesar yang pernah dicipta.

Polariton Rydberg bertukar secara berterusan daripada cahaya ke jirim dan kembali semula. Dalam polariton Rydberg, cahaya dan jirim adalah seperti dua sisi syiling, dan bahagian jirim ialah apa yang menjadikan polariton berinteraksi antara satu sama lain.

Interaksi ini penting kerana inilah yang membolehkan penciptaan simulator kuantum, sejenis komputer kuantum khas, di mana maklumat disimpan dalam bit kuantum. Bit kuantum ini, tidak seperti bit perduaan dalam komputer klasik yang hanya boleh 0 atau 1, boleh mengambil sebarang nilai antara 0 dan 1. Oleh itu, ia boleh menyimpan lebih banyak maklumat dan melakukan beberapa proses secara serentak.

Keupayaan ini membolehkan simulator kuantum menyelesaikan misteri fizik, kimia dan biologi yang penting, contohnya, cara membuat superkonduktor suhu tinggi untuk kereta api berkelajuan tinggi, cara baja yang lebih murah boleh dibuat berpotensi menyelesaikan kelaparan global, atau cara lipatan protein menjadikannya lebih mudah untuk menghasilkan ubat yang lebih berkesan.

Ketua projek Dr. Hamid Ohadi, dari Pusat Pengajian Fizik dan Astronomi di Universiti St Andrews, berkata: “Membuat simulator kuantum dengan cahaya adalah anugerah suci sains. Kami telah mengambil lonjakan besar ke arah ini dengan mencipta polariton Rydberg, bahan utamanya.”

Untuk mencipta polariton Rydberg, para penyelidik memerangkap cahaya di antara dua cermin yang sangat reflektif. Hablur oksida cuprous daripada batu yang dilombong di Namibia kemudiannya ditipis dan digilap menjadi kepingan setebal 30 mikrometer (lebih nipis daripada sehelai rambut manusia) dan diapit di antara dua cermin untuk menjadikan polariton Rydberg 100 kali lebih besar daripada yang pernah ditunjukkan sebelum ini.

Salah seorang pengarang terkemuka Dr. Sai Kiran Rajendran, dari Sekolah Fizik dan Astronomi di Universiti St Andrews, berkata: “Membeli batu di eBay adalah mudah. Cabarannya adalah untuk membuat polariton Rydberg yang wujud dalam julat warna yang sangat sempit.”

Pasukan itu kini sedang memperhalusi kaedah ini untuk meneroka kemungkinan membuat litar kuantum, yang merupakan ramuan seterusnya untuk simulator kuantum.

Rujukan: “Rydberg exciton–polartons dalam Cu2O microcavity” oleh Konstantinos Orfanakis, Sai Kiran Rajendran, Valentin Walther, Thomas Volz, Thomas Pohl dan Hamid Ohadi, 14 April 2022, Bahan Alam Semula Jadi.
DOI: 10.1038/s41563-022-01230-4

Penyelidikan ini dibiayai oleh Majlis Penyelidikan Kejuruteraan dan Sains Fizikal UK (EPSRC).

We would love to give thanks to the writer of this post for this awesome material

Batu Permata Namibia Purba Memegang Kunci Komputer Kuantum Masa Depan


You can find our social media profiles , as well as other related pageshttps://paw6.info/related-pages/