Ekipa znanstvenikov iz Rusije in Velike Britanije je uspešno dokazala, da se svetloba in materija lahko uporabljata za reševanje zahtevnih nalog, in da ta »magični prah« v prihodnosti lahko preseže današnje najmočnejše računalnike.
Znanstveniki z univerz Skoltech, Cambridge, Southampton in Cardiff so uporabili kvantne čipe, znane kot polaritoni (pol svetloba in pol materija), da pokažejo pot do najbolj enostavnih rešitev zahtevnih nalog. Novi tip računalnika bo lahko reševal danes nerešljive probleme na biološkem in finančnem področju, pa tudi na področju vesoljske plovbe.
Rezultati raziskave so objevljeni v časniku Nature Materials.
»Naš tehnološki napredek – od simuliranja beljakovinskega ovijanja in obnašanja finančnih trgov do iznajdbe novih materialov in pošiljanja popolnoma avtomatiziranih misij v oddaljeno vesolje – je odvisen od minimalne količine potez, ki jih je potrebno izvesti pri reševanju tega problema,« pišejo znanstveniki v svojem članku.
V življenju imajo problemi mnogo neznank, parametrov in omejitev. Glavna avtorica članka, profesorica Natalija Berlof iz Skoltecha in Cambridgea pravi, da lahko sodobni superračunalniki rešujejo zgolj majhen delež tovrstnih problemov.
»Pred nekaj leti so naš teoretski predlog načina reševanja problemov zavrgli trije znanstveni časopisi,« je povedala znanstvenica. »Eden od recenzentov se je vprašal: Kdo bo tako nor, da bo lotil tega? Zato smo morali to izvesti sami, zdaj pa smo naš predlog podkrepili še z eksperimentalnimi podatki.«
»Magični prah« iz polaritonov je ustvarjen s pomočjo laserskega sevanja na povečano atomsko raven posameznih atomov, kot so atomi galija, arzena, indija in aluminija. Elektroni na teh ravneh absorbirajo in oddajajo svetlobo posebne barve.
Poliatroni so 10000-krat lažji od elektronov in lahko dosežejo gostoto, ki je potrebna za nastanek novega stanja materije, znanega kot Bose-Einsteinov kondenzat, in ustvarijo edinstven mikroskopski kvantni objekt, ki ga lahko zaznamo s pomočjo merjenja fotoluminiscence.
Avtorji so pokazali, da se polaritoni nizajo v razporeditvi, ki odgovarja funkcijskemu minimumu objekta.
»Trenutno našo napravo širimo na stotine točk in testiramo njeno osnovno računalniško moč,« je povedal profesor Pavlos Lagudakis, vodja Laboratorija hibridne fotonike na univerzah Skoltech in Southampton, kjer se ti poskusi vršijo. »Končni cilj je kvantni simulator mikročipa, ki bo deloval pod okoljskimi pogoji,« je še dodal.