Dalla Gemma al Computer Quantico: l’ossido di rame cristallino può aprire nuove strade alla computazione

Una nuova ricerca condotta dall‘Università di St Andrews nel Regno Unito ha scoperto che 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.

In dettaglio, lo studio ha scoperto che utilizzando una pietra preziosa di ossido rameoso in forma cristallina (Cu2O) estratta naturalmente dalla Namibia è possibile produrre polaritoni di Rydberg, le più grandi particelle ibride di luce e materia mai create. Si tratta di protoni a cui è stato attaccato, potremmo dire, un fotone, rendendoli quindi una particella ibrida.

I polaritoni di Rydberg passano continuamente dalla luce alla materia e viceversa. Nei polaritoni di Rydberg, luce e materia sono come due facce di una medaglia, e il lato della materia è ciò che fa interagire i polaritoni tra loro.

Questa interazione è fondamentale perché questo è ciò che consente la creazione di simulatori quantistici, un tipo speciale di computer quantistico, in cui le informazioni sono archiviate 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, non solo 0 e 1. Possono quindi memorizzare molte più informazioni ed eseguire diversi processi contemporaneamente.

In un articolo pubblicato sulla rivista Nature Materials, i ricercatori dietro la scoperta spiegano che 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, quanto siano più economici i fertilizzanti potrebbero essere potenzialmente in grado di risolvere la fame nel mondo, o il modo in cui le proteine ​​​​si piegano rendendo più facile la produzione di farmaci più efficaci.

“Realizzare un simulatore quantistico con la luce è il Santo Graal della scienza”, ha affermato il capo del progetto Hamid Ohadi in una dichiarazione ai media. “Abbiamo fatto un enorme passo avanti in questo senso creando i polaritoni 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 da una pietra estratta in Namibia è stato quindi diluito e lucidato fino a ottenere una lastra spessa 30 micrometri e inserito tra i due specchi per realizzare polaritoni di Rydberg 100 volte più grandi di quanto mai dimostrato prima.

A seguito di questo lavoro, il team ha deciso di perfezionare ulteriormente questi metodi per esplorare la possibilità di realizzare circuiti quantistici, che sono l’ingrediente successivo per i simulatori quantistici.

Si tratta di scoperte di grande interesse e che aprono un vero e proprio nuovo mondo dal punto di vista scientifico. Il futuro potrebbe essere molto più interessante di quanto pensiamo.