Факт: нынешние компьютеры, смартфоны и другие технические устройства скоро достигнут своего пика развития. Расти вперёд нам мешает физика, расти вширь - кризис полупроводников и экономико-политическая ситуация.
Поэтому, в будущем нас будут ждать альтернативные компьютеры — например, квантовые. Их главное отличие — в методах работы с информацией. Поясним на лампочках: в обычном компьютере единица хранения информации либо есть (лампочка горит), либо нет (не горит). Квантовые же компьютеры учитывают все промежуточные варианты между ними (считают, насколько сильно сейчас горит лампочка).
Один из способов полностью реализовать потенциал компьютеров нового поколения — сделать их на основе света и материи. Так информация сможет не только эффективно храниться и обрабатываться, но и перемещаться со скоростью света.
И недавно учёные сделали еще один шаг к созданию квантовых компьютеров. Правда, для этого пришлось задействовать очень редкий и древний камень.
Для создания квантового компьютера должен быть механизм, позволяющий частице иметь не просто два состояния, а ещё и промежуточные. Например, таким свойством обладают поляритоны Ридберга. Их особенность заключается в том, что они постоянно меняют своё состояние от света к веществу и обратно.
Исследователи сравнивают свет и материю с двумя сторонами одной монеты — и именно в качестве материи поляритоны могут взаимодействовать друг с другом.
Обычно их производят при помощи обработки особых камней с кристаллами оксида меди. Такие можно найти лишь в нескольких местах на планете. Например, в древнем месторождении в Намибии — это одно из немногих мест, где оксид меди был найден в качестве драгоценного камня.
Кристалл, извлеченный из камня, отполировали, обработали до маленькой пластины (толщиной чуть менее человеческого волоса) и поместили между двумя зеркалами для улавливания света. Это привело к появлению поляритонов Ридберга, размером в 100 раз превышающие все ранее наблюдавшиеся.
Полностью работоспособный квантовые компьютеры будут на порядок быстрее любых существующих суперкомпьютеров и позволят учёным выполнять сложнейшие вычисления, выходящие за рамки возможностей современных компьютеров.
В качестве примера исследователи приводят разработку высокотемпературных сверхпроводящих материалов — определить оптимальный химический состав будет намного проще и быстрее. Другой пример: суперкомпьютеры смогут работать с искусственными белками, что ускорит производство самых разнообразных лекарств.