根據(jù)圣安德魯斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的新研究，使用一種古老的納米比亞寶石制造的特殊形式的光可能是新的光基量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵，它可以解決長(zhǎng)期存在的科學(xué)之謎。這項(xiàng)研究由來(lái)自美國(guó)哈佛大學(xué)、澳大利亞麥考瑞大學(xué)和丹麥奧胡斯大學(xué)的科學(xué)家合作展開(kāi)，相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《自然-材料》上。

　　據(jù)悉，該研究利用來(lái)自納米比亞天然開(kāi)采的氧化亞銅(Cu2O)寶石來(lái)生產(chǎn)里德伯極化子(Rydberg polaritons)，這是迄今為止創(chuàng)造的最大的光和物質(zhì)混合粒子。

　　里德伯極化子不斷地從光轉(zhuǎn)換到物質(zhì)，然后再轉(zhuǎn)換回來(lái)。在里德伯極化子中，光和物質(zhì)就像硬幣的兩面，而物質(zhì)面是使偏振子相互作用的原因。

　　這種相互作用是至關(guān)重要的，因?yàn)檫@正是創(chuàng)造量子模擬器的原因，這是一種特殊類型的量子計(jì)算機(jī)，信息被儲(chǔ)存在量子比特中。由于這些量子比特跟經(jīng)典計(jì)算機(jī)中只能為0或1的二進(jìn)制比特不同的是可以取0和1之間的任何數(shù)值，因此它們可以存儲(chǔ)更多的信息并同時(shí)執(zhí)行幾個(gè)過(guò)程。

　　這種能力可以讓量子模擬器解決物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的重要謎題，比如如何為高速列車制造高溫超導(dǎo)體、如何制造可能解決全球饑餓問(wèn)題的更便宜的肥料或蛋白質(zhì)如何折疊從而更容易生產(chǎn)更有效的藥物。

　　研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、圣安德魯斯大學(xué)物理和天文學(xué)學(xué)院的Hamid Ohadi博士表示：“用光制作一個(gè)量子模擬器是科學(xué)的圣杯。我們通過(guò)創(chuàng)造里德伯極化子--它的關(guān)鍵成分--實(shí)現(xiàn)了一個(gè)巨大的飛躍?！?/p>

　　為了創(chuàng)造里德伯極化子，研究人員將光困在兩個(gè)高度反射的鏡子之間。來(lái)自納米比亞開(kāi)采的石頭的氧化亞銅晶體隨后被削薄和打磨成30微米厚的板塊（比人的頭發(fā)絲還細(xì)）并被夾在兩面鏡子之間，這使得里德伯極化子比以前所展示的大100倍。

　　這項(xiàng)研究的論文第一作者之一、圣安德魯斯大學(xué)物理和天文學(xué)學(xué)院的Sai Kiran Rajendran博士指出：“在eBay上購(gòu)買石頭非常容易。挑戰(zhàn)在于制作存在于極窄顏色范圍內(nèi)里德伯極化子。”

　　目前，研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步完善這些方法以探索制作量子電路的可能性，而這是量子模擬器的下一個(gè)成分。