Un equipo de investigadores de Rusia y R.U demostró con éxito que la luz y la materia se pueden utilizar para resolver problemas complejos y que en el futuro el "polvo mágico" superará a los supercomputadores más potentes de hoy.
Científicos de las universidades de Skoltech, Cambridge, Southampton y Cardiff han utilizado partículas cuánticas conocidas como polaritones - que son mitad de luz y mitad de materia – como camino a la solución más simple a una serie problemas complejos. Un nuevo tipo de computadora podría solucionar problemas actualmente insolubles en biología, finanzas o viajes espaciales.
Los resultados aparecieron en la revista Nature Materials.
"Nuestro progreso tecnológico - desde modelar el plegamiento de proteínas y el comportamiento de los mercados financieros hasta diseñar nuevos materiales y enviar misiones completamente automatizadas al espacio profundo - depende del número mínimo absoluto de pasos que se necesiten para resolver estos desafíos", asegura el texto.
Los problemas de la vida real tienen muchas incógnitas, parámetros y limitaciones. La profesora Natalia Berloff de Skoltech y Cambridge, y autor principal del documento, admite que los superordenadores modernos sólo pueden hacer frente a un pequeño subconjunto de tales problemas. El "polvo mágico" sólo aparece en el nivel más profundo, convirtiéndose en un marcador fácilmente detectable de la solución.
"Hace unos años nuestra propuesta, puramente teórica, sobre cómo hacer esto fue rechazada por tres revistas científicas", dijo Berloff. "Uno de los evaluadores dijo: '¿Quién estaría lo suficientemente loco como para intentar implementar algo así?!' Así que tuvimos que hacerlo nosotros mismos, y ahora hemos probado nuestra propuesta con datos experimentales".
Sus polaritones de "polvo mágico" se crean haciendo brillar un láser en capas apiladas de átomos seleccionados como el galio, el arsénico, el indio y el aluminio. Los electrones de estas capas absorben y emiten luz de un color específico.
Los polaritones son 10.000 veces más ligeros que los electrones y pueden alcanzar densidades suficientes para formar un nuevo estado de materia conocido como “condensado de Bose-Einstein” y crear un único objeto cuántico macroscópico que puede ser detectado a través de mediciones de fotoluminiscencia.
Los autores han demostrado que los polaritones se organizan en una configuración que corresponde al mínimo absoluto de la función objetivo.
"Actualmente estamos ampliando nuestro dispositivo a cientos de nodos, mientras probamos su poder computacional fundamental", dijo el profesor Pavlos Lagoudakis, jefe del Laboratorio de Fotónica Híbrida en Skoltech y la Universidad de Southampton, donde se realizaron los experimentos. "El objetivo final es un simulador cuántico de microchip que funciona en condiciones ambientales".
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