Computer cuantic al IBM Sursa foto: Andrew Lindemann/IBM
Oamenii de știință de la Universitatea din Chicago au reușit să transforme cel mai mare computer cuantic IBM într-un material cuantic în sine, arată un studiu revoluționar publicat în Physical Review Research. Acest experiment ar putea ajuta la proiectarea de materiale eficiente din punct de vedere energetic.
Cercetătorii au programat computerul astfel încât acesta s-a transformat într-un tip de material cuantic numit exciton condensat, despre care doar recent s-a dovedit că există. Astfel de materiale au un uriaș potențial în dezvoltarea de tehnologii noi, deoarece pot conduce energie cu pierderi aproape zero.
Materialele cuantice sunt solide cu proprietăți fizice exotice care apar din interacțiunile electronilor lor.
Recomandări Video
Articolul continuă mai jos
„Motivul pentru care acest lucru este atât de interesant este că arată că poți folosi computerele cuantice ca experimente programabile. Acest lucru ar putea servi drept punct de plecare pentru construirea de materiale cuantice potențial utile”, a declarat co-autorul lucrării, David Mazziotti, profesor la Departamentul de Chimie la Institutul James Franck și la Chicago Quantum Exchange, el fiind de asemenea expert în structură electronică moleculară.
Oamenii de știință din întreaga lume explorează de câțiva ani un tip de stare din fizică numit condensare de exciton. Fizicienii sunt foarte interesați de aceste tipuri de stări fizice noi, deoarece descoperirile din trecut din jurul acestora au modelat dezvoltarea de tehnologii importante. De exemplu, o astfel de stare numită supraconductor formează baza aparatelor RMN.
Deși aceste materiale cuantice fuseseră prezise încă de acum o jumătate de secol, până de curând nimeni nu reușise să le creeze în laborator fără a folosi câmpuri magnetice extrem de puternice.
Ceea ce îi intrigă pe oamenii de știință la acest tip de material cuantic este că pot transporta energie fără nicio pierdere, ceva ce niciun alt material cunoscut în prezent nu poate face. Dacă fizicienii ar înțelege această tehnologie mai bine, este posibil ca în cele din urmă să poată forma baza unor materiale incredibil de eficiente din punct de vedere energetic.
Pentru a face un exciton condensat, oamenii de știință iau un material format dintr-o rețea de particule, îl răcesc la sub -270 grade Fahrenheit și îl coaxiază (coaxial = care are aceeași axă cu un alt corp) pentru a forma perechi de particule numite excitoni. Apoi fac ca perechile să se încurce și să creeze condensarea. Dar tot acest proces este atât de dificil, încât oamenii de știință au reușit să creeze exciton condensat doar de câteva ori.
Pentru a veni în ajutorul acestui proces, IBM a decis să își pună la dispoziție computerele cuantice pentru ca oamenii din întreaga lume să-și testeze algoritmii. Compania a fost de acord să „împrumute” cel mai mare astfel de computer, numit Rochester, către Universitatea din Chicago pentru un experiment.
Deoarece calculatoarele cuantice sunt atât de noi, cercetătorii încă învață ce putem face cu ele. Dar un lucru pe care îl știm de multă vreme este că există anumite fenomene naturale care sunt practic imposibil de modelat pe un computer clasic.