Scienziati inglesi e la Skoltech creano computer sulla base con “polvere magica”

Dei fisici russi e inglesi hanno creato la prima macchina di calcolo sulla base della “polvere magica” una combinazione di luce e materia la quale risolverebbe diversi problemi più veloce di un computer quantico, si legge nell’articolo pubblicato sul giornale Nature Materials.

"Diversi anni fa la nostra proposta teorica su come realizzare tale progetto fu rifiutata da diversi giornali scientifici. Un critico disse "dove si trova un pazzo che tenti di fare una cosa del genere?" Dunque abbiamo dovuto farlo da soli e adesso abbiamo confermato la nostra ipotesi con dei dati sperimentali" ha dichiarato Natalia Berlova, docente presso la Skoltech e l'università di Cambridge.

La rapida crescita del volume di dati, prodotti e utilizzati dall'uomo nella vita quotidiana, costringe programmatori, ingegneri, fisici e altri rappresentanti di altre scienze di cercare nuovi metodi di elaborazione delle informazioni. Le più grandi speranze di oggi sono riposte nei computer quantistici, in grado di elaborare grandi quantità di dati, e su un sistema di apprendimento automatico e di intelligenza artificiale, in grado di cercare i dati necessari tra un mare di informazioni inutili, come un "ago in un pagliaio".

Ad esempio, i computer quantistici e simili macchine saranno in grado di distribuire in modo ottimale l'energia elettrica e altre risorse per gestire il flusso delle macchine in tempo reale, potranno prevedere le quotazioni in borsa e definire un tasso di sviluppo economico più ragionevole. La complessità di tali attività cresce esponenzialmente all'aumentare della quantità di dati e il numero di parametri analizzati, nelle quali i normali computer sono sempre meno adatti.

Natalia Berlova e i suoi colleghi osservando il problema da un'altra prospettiva hanno notato che si possono svolgere altri calcoli utilizzando gli oggetti del microcosmo, o meglio particelle quantiche.

Questa "polvere" nel mondo reale è una raccolta di cosiddetti polaritoni, particelle virtuali relativamente nuove che, come i fotoni, si comportano entrambi come un'onda e come una particella. Il polaritone è costituito da tre componenti: un risonatore ottico, un set di due specchi riflettenti che mantengono un'onda luminosa sospesa fra di loro e un pozzo quantico, ovvero un atomo e un elettrone che ruota attorno ad esso, che assorbe periodicamente e emette un quantum di luce.

Come mostrano recenti esperimenti e calcoli teorici dei fisici russi, i polaritoni possono essere utilizzati come portatori d'informazione nei computer quantistici del futuro, nonché come base per varie fonti di luce compatte e altre forme di radiazioni elettromagnetiche.

La Berlova e il suo team sono riusciti a combinare i polaritoni e a obbligarli a interagire tra di loro in modo tale che si assestino e gradualmente passino al livello energetico minimo. Sulla base di questa serie di quasi-particelle, i fisici sono stati in grado di creare un computer in grado di calcolare le proprietà di alcuni materiali inusuali, liquidi di spin quantistico, superfluidi e vari materiali magnetici.

"Stiamo solo iniziando a studiare il potenziale dei grafi di polaritoni per risolvere problemi complessi. Ora vogliamo portare il nostro dispositivo ad un centinaio di unità, per verificare la sua potenza di calcolo fondamentale". Il nostro obiettivo finale è quello di creare un computer quantico a microchip che funzioni a temperatura ambiente conclude Pavlos Lagoudakis, responsabile dei laboratori fotonici ibridi presso la Skoltech e la Southampton University.