Secondo una nuova ricerca condotta dall'Università di St Andrews, una speciale forma di luce realizzata utilizzando un'antica pietra preziosa della Namibia potrebbe essere la chiave per nuovi computer quantistici basati sulla luce, in grado di risolvere misteri scientifici di lunga data.

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 , utilizzava un ossido rameoso estratto naturalmente (Cu₂ O) gemma proveniente dalla Namibia per produrre i polaritoni 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, luce e materia sono come le due facce di una medaglia, e il lato della materia è ciò che fa interagire i polaritoni tra loro.

Questa interazione è fondamentale perché è ciò che consente la creazione di simulatori quantistici, un tipo speciale di computer quantistico, 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 diversi 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 i treni ad alta velocità, come potrebbero essere prodotti fertilizzanti più economici per risolvere potenzialmente la fame nel mondo o come le proteine ​​si ripiegano rendendo più facile produrre farmaci più efficaci.

Il capo del progetto, il dott. Hamid Ohadi, della School of Physics and Astronomy dell'Università di St Andrews, afferma che "realizzare un simulatore quantistico con la luce è il Santo Graal della scienza. Abbiamo compiuto un enorme passo avanti creando polaritoni di Rydberg, l'ingrediente chiave di esso."

Per creare i polaritoni di Rydberg, i ricercatori hanno intrappolato la luce tra due specchi altamente riflettenti. Un cristallo di ossido rameoso proveniente da una pietra estratta in Namibia è stato quindi diluito e lucidato fino a ottenere una lastra spessa 30 micrometri (più sottile di una ciocca di capelli umani) e inserito tra i due specchi per realizzare polaritoni di Rydberg 100 volte più grandi di quanto mai dimostrato prima.

Uno dei principali autori, il dottor Sai Kiran Rajendran, della School of Physics and Astronomy dell'Università di St Andrews, afferma che "l'acquisto della pietra su eBay è stato facile. La sfida era quella di creare polaritoni Rydberg che esistessero in un colore estremamente stretto gamma."

Il team sta attualmente perfezionando ulteriormente questi metodi per esplorare la possibilità di realizzare circuiti quantistici, che sono il prossimo ingrediente per i simulatori quantistici. + Esplora ulteriormente

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