Nezamisliva budućnost superračunala: "Čarobna prašina" umjesto elektrona

Ekipa znanstvenika iz Rusije i Velike Britanije uspješno je pokazala da se svjetlost i materija mogu koristiti za rješavanje složenih zadataka, i da bi u budućnosti "čarobna prašina" mogla nadvladati najmoćnija suvremena računala.

Znanstvenici sa sveučilišta Skolteh, Cambridge, Southampton i Cardiff koristili su kvantne čestice poznate kao polaritoni (polu-svjetlost i polu-materija) kako bi pokazali put do najjednostavnijih rješenja složenih zadataka. Novi tip računala može riješiti za sada nerješive probleme vezane za biologiju, financije ili svemirska putovanja.

Rezultati istraživanja su objavljeni u časopisu Nature Materials.

"Naš tehnološki progres - od simulacije proteinskog savijanja i ponašanja financijskih tržišta do stvaranja novih materijala i slanja potpuno automatiziranih misija u daleki svemir - ovisi o apsolutno minimalnom broju poteza koje je neophodno poduzeti u rješavanju tog problema", pišu znanstvenici u svom članku.

U stvarnom životu problemi imaju mnogo nepoznanica, mnogo parametara i ograničenja. Glavna autorica članka, profesorica Natalija Berlova iz Skolteha i Cambridgea, kaže da suvremena superračunala mogu riješiti samo mali broj takvih problema. "Čarovna prašina" svijetli samo na najdubljoj razini i postaje indikator rješenja koji se lako detektira.

"Prije nekoliko godina naš čisto teoretski prijedlog načina na koji se to može postići odbacila su tri znanstvena časopisa", rekla je znanstvenica. "Jedan recenzent se zapitao: 'Tko će biti toliko lud da pokuša ovo ostvariti?!' Zbog toga smo morali to sami učiniti i sada smo svoj prijedlog potkrijepili eksperimentalnim podacima".

"Čarobna prašina" od polaritona se stvara usmjeravanjem laserske zrake na nataložene razine odabranih atoma, kao što su atomi galija, arsena, indija i aluminija. Elektoni na ovim razinama apsorbiraju i emitiraju svjetlost specifične boje.

Polaritoni su 10 000 puta lakši od elektrona i mogu dostići dovoljnu gustoću za formiranje novog stanja materije poznatog kao Bose-Einsteinov kondenzat i stvoriti jedinstveni mikroskopski kvantni objekt koji može biti detektiran pomoću mjerenja fotoluminiscencije.

Autori su pokazali da se polaritoni nižu u konfiguraciji koja odgovara minimumu funkcije objekta.

"Mi sada proširujemo naš uređaj na stotine točaka i testiramo njegovu fundamentalnu računalnu moć", rekao je profesor Pavlos Lagoudakis, rukovoditelj Laboratorija hibridne fotonike na Sveučilištima Skolteh i Southampton, gdje su ovi eksperimenti vršeni. "Krajnji cilj je kvantni simulator mikročipa koji funkcionira u uvjetima ambijenta".