Święty Graal materiałów kwantowych coraz bliżej. Pomaga nowe urządzenie

Nowe urządzenie fotoniczne mogłoby znacząco zwiększyć możliwości naukowców zajmujących się symulacjami z udziałem materiałów kwantowych.

Za projektem stoją przedstawiciele Uniwersytetu Nebraski w Lincoln oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Znalezienie pożądanych wzorów matematycznych jest wymagające nawet dla nowoczesnych komputerów. Jest to widoczne zwłaszcza w sytuacji, w której parametry okazują się bardzo duże.

Kłopot z niskimi temperaturami

Jak do tej pory naukowcy mogli to robić jedynie za pomocą urządzeń do optymalizacji polarytonów w bardzo niskich temperaturach, bliskich zera bezwzględnego, czyli temperatury wynoszącej dokładnie −273,15 stopnia Celsjusza. Zespół prowadzący eksperymenty w tej sprawie znalazł jednak sposób na powtórzenie tego wyczynu w temperaturze pokojowej, co powinno ułatwić prowadzenie poszukiwań. 

Szczegóły na temat potencjalnego przełomu są już dostępne na łamach Nature Materials. Jak wyjaśniają autorzy publikacji, postęp był możliwy dzięki zaadaptowaniu perowskitu, który stosuje się na przykład w produkcji ogniw słonecznych. Ostatecznie udało się  uzyskać wyjątkowo gładkie i duże kryształy o wysokiej jednorodności optycznej, które nigdy wcześniej nie były badane w temperaturze pokojowej dla układu polarytonowego.

Taka sieć prezentuje właściwości materiałowe, które w przyszłości mogłyby przyspieszyć badania w temperaturze pokojowej, nie ograniczając ich do bardzo niskich i trudno osiągalnych wartości temperaturowych. Jak dodaje jeden z autorów badań, Wei Bao, on i jego współpracownicy dopiero zaczynają badać potencjał ich układu w temperaturze pokojowej. Dotychczasowe wyniki stanowią natomiast poważny krok w kierunku długo oczekiwanej platformy służącej do prowadzenia symulacji kwantowych w temperaturze pokojowej.

Świetlana przyszłość technologii kwantowych?

Opisana przez nas metoda syntezy roztworowej z doskonałą kontrolą grubości dużych ultrajednorodnych perowskitów może umożliwić wiele interesujących badań w temperaturze pokojowej, bez konieczności stosowania skomplikowanego i drogiego sprzętu i materiałów. Otwiera to również drzwi do symulacji dużych obliczeń i wielu innych zastosowań w urządzeniach, które wcześniej były niedostępne w temperaturze pokojowej.” – wyjaśnia Bao

Zaawansowane obliczenia czy projektowanie materiałów kwantowych wydają się bardzo przyszłościowymi zagadnieniami. Wygląda jednak na to, że na konkretne postępy w tym zakresie przyjdzie nam jeszcze nieco poczekać. Dotychczasowe ustalenia pozwalają natomiast patrzyć na tę sprawę z umiarkowanym optymizmem.