Poiché la tecnologia fa parte della nostra vita quotidiana, potrebbe essere difficile immaginare come sarà il futuro della tecnologia, figuriamoci ciò che ha il potenziale di realizzare.

I fisici della West Virginia University Cheng Cen, Lian Li, Yanjun Ma, Ming Yang e Chenhui Yan stanno guardando oltre i limiti dell'informatica classica utilizzata nei nostri dispositivi di tutti i giorni e stanno lavorando per rendere le applicazioni dei dispositivi quantistici ampiamente accessibili.

In uno studio pubblicato su Comunicazioni sulla natura , i ricercatori hanno dimostrato che la superconduttività, che ha una vasta gamma di applicazioni tecnologiche compreso l'essere una componente integrale del calcolo quantistico, può essere manipolato da un debole, luce ultravioletta continua. Questa scoperta ha ampi impatti fondamentali e applicativi, come quelli nello sviluppo della computazione quantistica.

"Ecco perché questo è particolarmente significativo, " disse Cen, professore associato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia. "Possiamo controllare lo stato superconduttore usando solo una torcia, invece di usare un laser ad alta energia o condizioni estreme di pressione e temperatura."

La tecnologia a cui siamo abituati oggi funziona memorizzando le informazioni come zero e uno binario e si limita a risolvere un solo problema alla volta. Però, i computer quantistici si comportano in modo diverso per manipolare e memorizzare le informazioni utilizzando un bit quantistico, che ha la capacità di risolvere problemi complessi.

"L'intera flotta attuale di dispositivi è stata costruita utilizzando un bit classico, "Cen ha detto. "Ora la domanda è, 'Come andiamo avanti?'"

Secondo Cen, un normale transistor può essere piccolo quasi quanto una singola molecola e viene utilizzato nella tecnologia moderna per elaborare le informazioni, ma non può supportare un bit quantistico. Però, il materiale superconduttore può.

I computer quantistici hanno il potenziale per fornire innovazioni nei materiali e nella scoperta di farmaci, l'ottimizzazione di sistemi complessi e l'intelligenza artificiale.

"Nel futuro, se riusciamo a capire questi fenomeni, molto probabilmente possiamo usare questo superconduttore a modulazione di luce commercialmente per dispositivi, "Cen ha detto.

Utilizzando un film a strato atomico singolo di seleniuro di ferro coltivato da Chenhui Yan, un associato post-dottorato di Li, il Robert L. Carrol Professore di Fisica, i ricercatori potrebbero anche cambiare le sue proprietà da uno stato normale a uno stato superconduttore molto rapidamente e in modo reversibile applicando un impulso di tensione. "La cosa più straordinaria, questo effetto è anche non volatile, il che significa che lo stato superconduttivo indotto dalla luce rimane anche dopo che la luce UV è stata spenta, " disse Li.

Questa ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation e dal Dipartimento dell'Energia.

"Dottoressa Cen, Li e Ma sono parte integrante dello sviluppo del Dipartimento di Fisica e Astronomia di un programma di ricerca sulla fisica della materia condensata di livello mondiale qui alla WVU, " disse il conte Scime, presidente del Dipartimento di Fisica e Astronomia. "Questa ricerca mette in evidenza la ricerca all'avanguardia svolta presso la WVU, e siamo molto entusiasti di vedere il loro lavoro apparire nella rivista di altissimo profilo Comunicazioni sulla natura ."