Auf Ebay gekauft: Dieser Stein könnte Schlüssel zum Quantencomputer der Zukunft sein
Es ist eine besondere Form des Lichts, die Forschende der Universität St. Andrews in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Harvard University in den USA, der Macquarie University in Australien und der Aarhus University in Dänemark erzeugt haben.
Forschende erzeugen größte jemals geschaffenen Rydberg-Polaritonen
Die könnte sich als Schlüssel zu neuen lichtbasierten Quantencomputern, sogenannten Quantensimulatoren, erweisen. Damit würden sich etliche offene wissenschaftliche Rätsel lösen lassen. Das jedenfalls versprechen die in der Zeitschrift Nature Materials veröffentlichten Forschungsergebnisse.
Mithilfe eines bei Ebay gekauften uralten namibischen Kristalls, einem Kupferoxid-Stein, erzeugten die Forschenden die bisher größten jemals geschaffenen Rydberg-Polaritonen. Dabei handelt es sich um Hybrid-Teilchen aus Licht und Materie.
Rydberg-Polaritonen schalten kontinuierlich von Licht zu Materie und wieder zurück. Das können wir uns vorstellen, wie zwei Seiten einer Münze, wobei die Materieseite dafür verantwortlich ist, dass die Polaritonen miteinander wechselwirken.
Quantensimulator mit Licht: „Heiliger Gral der Wissenschaft“
Ebendiese Wechselwirkung ermöglicht die Schaffung von Quantensimulatoren, einer besonderen Art von Quantencomputern, in denen Informationen in Quantenbits gespeichert werden, die im Gegensatz zu binären Bits jeden Wert zwischen 0 und 1 annehmen. Damit können sie mehr Informationen speichern und mehr Prozesse gleichzeitig ausführen.
Um die Rydberg-Polaritonen zu erzeugen, fingen die Forschenden Licht zwischen zwei stark reflektierenden Spiegeln ein. Dann brachten sie eine 30 Mikrometer dicke Schicht aus dem Kupferoxidkristall zwischen den Spiegeln ein. So konnten sie Rydberg-Polaritonen erzeugen, die 100-mal größer sind als je zuvor nachgewiesen.
Einen Quantensimulator mit Licht zu bauen, sei „der heilige Gral der Wissenschaft“, so Dr. Hamid Ohadi von der School of Physics and Astronomy an der Universität St. Andrews. Jetzt will das Team seine Methoden verfeinern, um die Möglichkeit der Herstellung von Quantenschaltkreisen zu erforschen – der nächste Schritt auf dem Weg zum Quantensimulator.
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