In ogni moderno microcircuito nascosto all'interno di un laptop o di uno smartphone, puoi vedere i transistor, piccoli dispositivi a semiconduttore che controllano il flusso di corrente elettrica, cioè il flusso di elettroni. Se sostituiamo gli elettroni con i fotoni (particelle elementari di luce), allora gli scienziati avranno la prospettiva di creare nuovi sistemi informatici in grado di elaborare enormi flussi di informazioni a una velocità prossima a quella della luce. Attualmente, sono i fotoni che sono considerati i migliori per la trasmissione di informazioni nei computer quantistici. Si tratta ancora di computer ipotetici che vivono secondo le leggi del mondo quantistico e sono in grado di risolvere alcuni problemi in modo più efficiente rispetto ai supercomputer più potenti.

Sebbene non ci siano limiti fondamentali per la creazione di computer quantistici, gli scienziati non hanno ancora scelto quale piattaforma materiale sarà la più conveniente ed efficace per implementare l'idea di un computer quantistico. Circuiti superconduttori, atomi freddi, ioni, i difetti nel diamante e in altri sistemi ora competono per essere scelti per il futuro computer quantistico. È diventato possibile proporre la piattaforma dei semiconduttori e i cristalli bidimensionali, nello specifico, grazie a scienziati di:Università di Würzburg (Germania); l'Università di Southampton (Regno Unito); l'Università di Grenoble Alpes (Francia); l'Università dell'Arizona (USA); la Westlake University (Cina), l'Istituto Tecnico Fisico Ioffe dell'Accademia Russa delle Scienze; e l'Università di San Pietroburgo.

I fisici hanno studiato la propagazione della luce in uno strato di cristallo bidimensionale di diseleniuro di molibdeno (MoSe ₂ ) che è spesso solo un atomo:questo è il cristallo semiconduttore più sottile al mondo. I ricercatori hanno scoperto che la polarizzazione della luce che si propaga in uno strato cristallino superfine dipende dalla direzione di propagazione della luce. Questo fenomeno è dovuto agli effetti dell'interazione spin-orbita nel cristallo. interessante, come hanno notato gli scienziati, il grafico che mostra la distribuzione spaziale della polarizzazione della luce si è rivelato piuttosto insolito, ricorda un rapana marino multicolore.

Cristalli di diseleniuro di molibdeno ultrafini per esperimenti sono stati sintetizzati nel laboratorio del professor Sven Höfling presso l'Università di Würzburg. È uno dei migliori laboratori di crescita dei cristalli in Europa. Le misurazioni sono state effettuate sia a Würzburg che a San Pietroburgo sotto la supervisione di Alexey Kavokin, professore all'Università di San Pietroburgo. Un ruolo importante nello sviluppo della base teorica è stato svolto da Mikhail Glazov. È membro corrispondente dell'Accademia Russa delle Scienze, un dipendente dello Spin Optics Laboratory dell'Università di San Pietroburgo, e un importante ricercatore associato presso lo Ioffe Physical Technical Institute.

"Prevedo che nel prossimo futuro, cristalli monoatomici bidimensionali verranno utilizzati per trasferire informazioni in dispositivi quantistici, " ha detto il professor Alexey Kavokin, capo del Laboratorio di Spin Optics presso l'Università di San Pietroburgo. "Ciò che i computer e i supercomputer classici impiegano molto tempo a fare, un dispositivo di calcolo quantistico funzionerà molto rapidamente. Qui sta il grande pericolo delle tecnologie quantistiche, paragonabile al pericolo di una bomba atomica. Con il loro aiuto sarà possibile, Per esempio, hackerare i sistemi di protezione bancaria molto rapidamente. Ecco perché oggi è in corso un intenso lavoro, compresa la creazione di mezzi per proteggere i dispositivi quantistici:la crittografia quantistica. E il nostro lavoro contribuisce alle tecnologie quantistiche dei semiconduttori".

Inoltre, come ha notato lo scienziato, la ricerca è stata un importante passo avanti nello studio della superconduttività indotta dalla luce (cioè che appare in presenza di luce). È il fenomeno quando i materiali che lasciano passare la corrente elettrica hanno resistenza nulla. Attualmente, questo stato non può essere raggiunto a temperature superiori a meno 70 C. Tuttavia, se viene trovato il materiale adatto, questa scoperta consentirà di trasferire elettricità in qualsiasi punto della Terra senza alcuna perdita, e per creare una nuova generazione di motori elettrici. Si ricorda che nel marzo 2018 il gruppo di ricerca di Alexey Kavokin ha predetto che le strutture contenenti metalli superconduttori, come l'alluminio, può aiutare a risolvere il problema. Oggi, gli scienziati dell'Università di San Pietroburgo stanno cercando un modo per ottenere prove sperimentali della loro teoria.