Une ancienne pierre namibienne pourrait détenir la clé des ordinateurs quantiques du futur

Une forme spéciale de lumière fabriquée à partir d’anciennes pierres précieuses namibiennes pourrait être la clé de nouveaux ordinateurs quantiques basés sur la lumière, qui pourraient résoudre d’anciens mystères scientifiques, selon de nouvelles recherches menées par l’Université de St Andrews.

La recherche a été menée en collaboration avec des scientifiques de l’Université de Harvard aux États-Unis, de l’Université Macquarie en Australie et de l’Université d’Aarhus au Danemark et publiée dans matériaux naturelsutilise de l’oxyde de cuivre extrait naturellement (Cu₂O) Gemmes de Namibie pour la production des polaritons de Rydberg, les plus grosses particules hybrides lumière-matière jamais créées.

Les polaritons de Rydberg voyagent continuellement de la lumière à la matière et vice-versa. Dans le polariton de Rydberg, la lumière et la matière sont comme les deux faces d’une pièce de monnaie, et l’aspect de la matière est ce qui fait que les polaritons interagissent les uns avec les autres.

Cette interaction est importante car c’est elle qui permet la création de simulateurs quantiques, qui sont un type particulier d’ordinateur quantique, dans lequel des informations sont stockées. Bit quantique. Ces bits quantiques, contrairement aux bits binaires des ordinateurs classiques qui ne peuvent être que 0 ou 1, peuvent prendre n’importe quelle valeur entre 0 et 1. Ils peuvent donc stocker plus d’informations et effectuer de nombreuses opérations simultanément.

Cette capacité pourrait permettre aux simulateurs quantiques de résoudre des énigmes importantes en physique, chimie et biologie, par exemple, comment faire supraconducteurs à haute température Pour les trains à grande vitesse, comment rendre les engrais moins chers capables de résoudre la faim dans le monde, ou comment les protéines peuvent être fléchies pour faciliter la production de médicaments plus efficaces.

« Fabriquer un simulateur quantique avec de la lumière est le Saint Graal de la science. Nous avons fait un grand pas vers cela en créant des polaritons de Rydberg, leur composant principal », déclare le chef de projet, le Dr Hamid Ohadi, de l’École de physique et d’astronomie de l’Université. de St Andrews.

Pour créer le polariton de Rydberg, les chercheurs ont confiné la lumière entre deux miroirs hautement réfléchissants. Un cristal d’oxyde de cuivre a ensuite été ramolli à partir d’une pierre extraite en Namibie et poli en une plaque de 30 micromètres d’épaisseur (plus mince qu’un cheveu humain) et pris en sandwich entre les deux miroirs pour rendre le polariton de Rydberg 100 fois plus grand que précédemment démontré.

L’un des auteurs principaux, le Dr Sai Kiran Rajendran, de l’école de physique et d’astronomie de l’Université de St Andrews, déclare : « L’achat de la pierre sur eBay a été facile. Le défi consistait à rendre les polaritons de Rydberg existants dans une couleur très étroite. groupe de musique. »

L’équipe est actuellement en train d’affiner ces méthodes afin d’explorer la possibilité de fabriquer des circuits quantiques, qui sont le prochain composant de Simulateurs quantiques.