Oamenii de știință au găsit o alternativă viabilă pentru computerele cuantice

Un efort al cercetătorilor din Brazilia, Cehia și Franța, coordonat de echipa de la Institutul Norvegian de Știință și Tehnologie (NTNU), a descoperit că lutul poate fi o alternativă viabilă pentru construirea computerelor cuantice ale viitorului. Rezultatele deschid și calea către realizarea unor computere ecologice, prietenoase cu mediul.

Computerele cuantice, considerate următoarea frontieră în supercalcul, promit viteze de procesare imposibile pentru cele mai rapide supercomputere de azi. Cercetătorii estimează că un computer cuantic ar putea rezolva în câteva minute probleme pentru care un supercomputer ar avea nevoie de zeci de ani. Acest lucru este posibil prin valorificarea stărilor cuantice ale materialelor folosite la construirea lor, scrie InterestingEngineering.

• Telescopul Webb a descoperit o galaxie spirală masivă de la începuturile Universului
• O întâlnire străveche a Soarelui cu alte două stele a schimbat pentru totdeauna Sistemul Solar

Până acum, aceste stări cuantice erau obținute folosind materiale rare, precum supraconductori sau ioni ai unor atomi precum ytterbiul, care necesită condiții extreme, precum temperaturi ultra-scăzute sau izolare completă de mediu.

Cercetătorii au descoperit că lutul – un material comun și ieftin – are proprietăți care pot fi exploatate pentru calcule cuantice.

Lutul ca material cuantic

Totuși, lutul nu poate fi folosit direct. Pentru a fi acceptabil ca material cuantic, sunt necesare anumite proprietăți magnetice și de conductivitate.

În primul rând, lutul este practic un material bidimensional, ceea ce este esențial la scară cuantică. Interesant este faptul că, asemenea siliciului, lutul are proprietăți de semiconductori – poate conduce electricitatea în anumite condiții și nu în altele. Asta permite sistemului să funcționeze cu un „întrerupător” – pornit sau oprit, după nevoie.

În plus, lutul are și proprietăți antiferomagnetice. Asta înseamnă că, deși nu este magnetic în sens tradițional, posedă caracteristici magnetice utile în calculul cuantic. Această dualitate face lutul ideal pentru construirea de computere cuantice.

Deși lutul este un material abundent, nu poate fi folosit direct în computerele cuantice. Cercetătorii trebuie să extragă componenta activă și să o adapteze la medii tehnologice avansate.

Rezultatele deschid calea către realizarea unor computere ecologice

„Ceea ce am descoperit este, în esență, o componentă cuantic activă formată în mod natural”, a explicat Barbara Pacáková, cercetătoare la Departamentul de Fizică al NTNU, într-un comunicat de presă. „Este stabilă, netoxică, abundentă și are deja o structură utilizabilă – lucru cu adevărat entuziasmant pentru materialele durabile.”

Cercetătorii au analizat lutul cu instrumente specializate și au identificat și unele limite: de exemplu, nu este feromagnetic la temperatura camerei, ceea ce înseamnă că ar putea necesita condiții speciale pentru a funcționa în computerele cuantice.

Este important de menționat că o mare parte din cercetarea de la NTNU a fost realizată de oameni de știință aflați la începutul carierei.

Rezultatele cercetării au fost publicate în jurnalul 2D Materials and Applications.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Fizicienii „sparg” regulile magnetismului pentru a avansa computerele cuantice și supraconductorii

Director IBM: magazinele de aplicații pentru computerele cuantice ar putea deveni o realitate

O inovaţie în computerele cuantice poate revoluţiona înţelegerea noastră cu privire la fizica fundamentală

Invenţia unor cercetători americani va face computerele cuantice mult mai eficiente