Una speciale luce realizzata utilizzando un’antica gemma della Namibia potrebbe essere la chiave per nuovi computer quantistici, secondo una nuova ricerca condotta dall’Università di St Andrews.
La ricerca, condotta in collaborazione con scienziati dell’Università di Harvard negli Stati Uniti, della Macquarie University in Australia e dell’Università di Aarhus in Danimarca e pubblicata su Nature Materials, ha utilizzato l’ossido di rame (Cu2O) di una pietra preziosa estratta dalle miniere della Namibia ( e comprata in un’asta online) per produrre “polaritoni” di Rydberg, le più grandi particelle ibride di luce e materia mai create.
I polaritoni di Rydberg passano continuamente dalla luce alla materia e viceversa. Nei polaritoni di Rydberg, la luce e la materia sono come due facce di una stessa medaglia, e il lato della materia è ciò che fa interagire i polaritoni tra loro.
Questa interazione è cruciale perché questo è ciò che consente la creazione di simulatori quantistici, un tipo speciale di computer, in cui le informazioni sono memorizzate in bit quantistici. Questi bit quantistici, a differenza dei bit binari nei computer classici che possono essere solo 0 o 1, possono assumere qualsiasi valore compreso tra 0 e 1. Possono quindi memorizzare molte più informazioni ed eseguire più processi contemporaneamente.
Questa capacità potrebbe consentire ai simulatori quantistici di risolvere importanti misteri della fisica, della chimica e della biologia, ad esempio, come realizzare superconduttori ad alta temperatura per treni ad alta velocità, come sviluppare fertilizzanti più economici, o rendere più facile produrre farmaci più efficaci.
Il capo del progetto Dr. Hamid Ohadi, della School of Physics and Astronomy dell’Università di St Andrews, afferma che “fare un simulatore quantistico con la luce è il Santo Graal della scienza. Abbiamo fatto un enorme salto in questa direzione creando polaritoni di Rydberg, l’ingrediente chiave di esso”.
Per creare polaritoni di Rydberg, i ricercatori hanno intrappolato la luce tra due specchi altamente riflettenti. Un cristallo di ossido di rame da una pietra estratta in Namibia è stato poi assottigliato e lucidato in una lastra spessa 30 micrometri (più sottile di un capello) e inserito tra i due specchi per rendere i polaritoni di Rydberg 100 volte più grandi di quanto mai dimostrato prima.
Uno dei principali autori Dr. Sai Kiran Rajendran, della School of Physics and Astronomy dell’Università di St Andrews, afferma che “acquistare la pietra su eBay è stato facile. La sfida era quella di realizzare polaritoni di Rydberg che esistono in una gamma di colori estremamente ristretta”.
Il team sta attualmente perfezionando ulteriormente questi metodi al fine di esplorare la possibilità di realizzare circuiti quantistici, che sono il prossimo ingrediente per i simulatori quantistici.
Immagine: University of St Andrews
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