Nadir Namibya Değerli Taş, Işık Tabanlı Kuantum Bilgisayarları Mümkün Kılıyor

Daha hızlı ve daha güçlü kuantum bilgisayarlara giden yol, cuprite adı verilen bir değerli taşla döşenebilir. Eşsiz özellikleri onu uzun süredir kuantum araştırmaları için faydalı kılmıştır, ancak yeni bir deney, bilgisayarları dönüştürmek için bir sıçrama tahtası sağlayabilir.

Cuprite, Cu2O'dan oluşan bir değerli taştır. Birçok yerde bulunur, ancak tek büyük kuprit kristalleri, tükenmiş olduğu düşünülen tek bir Namibya madeninden gelir. Yakut bakır olarak bilinmesine neden olan oldukça kırmızı bir gölgeye sahip olmasına rağmen, çok yumuşak olduğu ve taşlar genellikle küçük olduğu için mücevherlerde yaygın olarak kullanılmaz. Kuyumcuların ilgisini çekecek kadar büyük olan neredeyse tüm cuprites, Namibya Onganja'daki bir madenden geliyor.

Kuprit fizikçiler için önemlidir, çünkü benzersiz bir şekilde büyük ve bu nedenle incelenmesi daha kolay olan Rydberg eksitonları (elektron ve elektron deliklerinin bağlı kombinasyonlarından yapılmış yarı parçacıklar) üretir. St Andrews Üniversitesi'nden Dr Hamid Ohadi liderliğindeki bir ekip, ışığı kuprit Rydberg eksitonlarına bağladıklarını ve şimdiye kadar yaratılmış en büyük madde-hafif hibrit parçacıkları oluşturduklarını duyurdular. Sonuçlar Nature Materials dergisinde yayınlandı.

Einstein kanıtladı enerji (ışık dahil) ve madde eşdeğerdir, ışık hızının karesine bölünür veya alır. Rydberg polaritonları, ışık ve madde arasında geçiş yaparak ikisi arasında bir köprü oluşturur. Madde hallerinde birbirleriyle etkileşime girebilirler ve kuantum simülatörü olarak bilinen bir tür kuantum bilgisayarın kapısını açabilirler.

Tüm kuantum bilgisayarlar gibi, kuantum simülatörleri de bilginin sıfırlar veya birler olarak saklanması gereken ikiliyi kırar ve arada herhangi bir şey olarak depolanmasına izin verir. Bu, mevcut bilgisayarların sırayla gerçekleştirdiği işlemlerin aynı anda yapılmasını sağlar.

Kuantum simülatörleri, diğer kuantum bilgisayarların teorik olarak yapabildikleri kadar geniş bir işlev yelpazesini gerçekleştiremeseler de, bazı önemli bilimsel problemleri çözmek için çok uygundurlar. Örneğin, süper iletkenlik ve farmasötik tasarımda atılımlara yol açabilecek şekillerde, atomların çok soğuk sıcaklıklarda ve katlanma yapısındaki davranışlarını anlamamıza izin verebilecekleri umulmaktadır.

Kuantum bilgisayarları inşa etmek, 21. yüzyılın en büyük bilim projelerinden biridir ve incelenmekte olan birçok farklı tasarım, diğerlerine kıyasla avantaj ve dezavantajlara sahiptir.

"Işıklı bir kuantum simülatörü yapmak bilimin kutsal kâsesidir. Bunun temel bileşeni olan Rydberg polaritonlarını yaratarak buna doğru büyük bir adım attık” dedi Ohadi bir açıklamada.

Polaritonlar, Onganja'dan bir kuprit kristalinin insan saçından daha ince olana kadar - sadece 0,03 milimetre (0,0012 inç) kalınlığında - parlatılması ve iki ultra-yansıtıcı ayna arasına yerleştirilmesiyle oluşturuldu. Işık daha sonra iki ayna arasında tutuldu ve kristalden geçerek 0,5 μm genişliğinde, daha önce üretilenlerden 100 kat daha büyük Ryberg polaritonları oluşturdu.

Bir sonraki adım, kuantum devreleri oluşturmak için polaritonları kontrol etmektir.

Onganja madeni yıllar önce kapandı ve sular altında kaldı, bu nedenle başka bir doğal kaynak bulunamazsa büyük bakır taşlarının sentezlenmesi bir öncelik haline gelebilir. Neyse ki, bu ekip eBay'de bir tane yakalamayı başardı.

Kaynak:

https://www.iflscience.com/physics/rare-namibian-gemstone-makes-lightbased-quantum-computers-possible/