Ερευνητές από τη Μ. Βρετανία και τη Ρωσία έδειξαν επιτυχώς πως ένας τύπος «μαγικής σκόνης» που συνδυάζει φως και ύλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση πολύπλοκων προβλημάτων και θα μπορούσε μακροπρόθεσμα να ξεπεράσει τις δυνατότητες και των πιο ισχυρών υπερυπολογιστών, σύμφωνα με ανακοίνωση του University of Cambridge.
Οι ερευνητές του Κέμπριτζ και των πανεπιστημίων του Σαουθάμπτον και του Κάρντιφ, σε συνεργασία με επιστήμονες του Ινστιτούτου Επιστήμης και Τεχνολογίας Σκολκόβο στη Ρωσία, χρησιμοποίησαν κβαντικά σωματίδια γνωστά με την ονομασία «πολαριτόνια» (polaritons)- είναι κατά το ήμισυ φως και κατά το ήμισυ ύλη- ως ένα είδους «φάρου» που υποδεικνύει την απλούστερη λύση σε πολύπλοκα προβλήματα.
Ο νέος αυτός σχεδιασμός θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για έναν νέο τύπο υπολογιστή ο οποίος θα είναι σε θέση να λύνει προβλήματα τα οποία επί της παρούσης δεν λύνονται, σε τομείς όπως η βιολογία, τα χρηματοοικονομικά, τα ταξίδια στο διάστημα κλπ.
Η σημερινή τεχνολογική πρόοδος βασίζεται σε μια απλή αρχή: Τη δυνατότητα εύρεσης της βέλτιστης δυνατής λύσης με τα λιγότερα δυνατά βήματα. Κατ’αντιστοιχία πρόκειται για μια διαδικασία ανάλογη με την εύρεση του χαμηλότερου σημείου σε ένα ορεινό τοπίο, γεμάτο με κοιλάδες, χαράδρες κλπ. Η ομάδα των ερευνητών έκαναν κάτι αντισυμβατικό: Αντί να «κινούνται» στην περιοχή ψάχνοντας για το χαμηλότερο σημείο, γέμισαν την περιοχή με μια «μαγική σκόνη» η οποία «λάμπει» μόνο στο πιο χαμηλό σημείο.
«Πριν από λίγα χρόνια, η καθαρά θεωρητική μας προσέγγιση ως προς το πώς θα μπορούσε να γίνει κάτι τέτοιο είχε απορριφθεί από τρία επιστημονικά περιοδικά…οπότε έπρεπε να το κάνουμε μόνοι μας» λέει η Ναταλία Μπερλόφ, πρώτη συντάκτης της έρευνας.
Τα πολαριτόνια της «μαγικής σκόνης» δημιουργούνται ρίχνοντας ακτίνα λέιζερ σε στρώματα επιλεγμένων ατόμων (γάλλιο, αρσενικό, ίνδιο, αλουμίνιο). Τα ηλεκτρόνια σε αυτά τα στρώματα απορροφούν και εκπέμπουν φως συγκεκριμένου χρώματος.
Τα πολαριτόνια είναι δέκα χιλιάδες φορές φωτεινότερα, και μπορούν να επιτύχουν επαρκείς πυκνότητες για τη δημιουργία μιας νέας κατάστασης ύλης, γνωστή ως «συμπύκνωμα Μπόζε- Αϊνστάιν», όπου οι κβαντικές φάσεις των πολαριτονίων συγχρονίζονται και δημιουργούν ένα και μόνο μακροσκοπικό κβαντικό αντικείμενο το οποίο είναι δυνατόν να εντοπιστεί μέσω μετρήσεων φωτεινότητας.
Το επόμενο ερώτημα ήταν η δημιουργία ενός «τοπίου» που αντιστοιχεί στη λειτουργία/ πρόβλημα προς επίλυση, όπου τα πολαριτόνια θα συμπυκνώνονταν στο χαμηλότερο σημείο, το οποίο επίλυσαν μέσω δημιουργίας πολύπλοκων μοντέλων. Το τελικό αποτέλεσμα ήταν η δημιουργία πολαριτονίων στις κορυφές ενός αυθαίρετου γραφήματος: Καθώς τα πολαριτόνια συμπυκνώνονται, οι κβαντικές τους φάσεις διευθετούνται έτσι ώστε να ανταποκρίνονται στο ελάχιστο δυνατόν της επιδιωκόμενης λειτουργίας.
«Είμαστε μόλις στην αρχή της εξερεύνησης των γραφημάτων πολαριτονίων για την επίλυση πολύπλοκων προβλημάτων» λέει ο καθηγητής Παύλος Λαγουδάκης (University of Southampton και Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας Σκολκόβο. «Ο απώτερος στόχος είναι η δημιουργία ενός μικροτσίπ- κβαντικού εξομοιωτή που θα λειτουργεί σε συνθήκες περιβάλλοντος» προσθέτει.
