據(jù)悉，該研究利用來自納米比亞天然開采的氧化亞銅(Cu₂O)寶石來生產(chǎn)里德伯極化子(Rydberg polaritons)，這是迄今為止創(chuàng)造的最大的光和物質(zhì)混合粒子。

里德伯極化子不斷地從光轉(zhuǎn)換到物質(zhì)，然后再轉(zhuǎn)換回來。在里德伯極化子中，光和物質(zhì)就像硬幣的兩面，而物質(zhì)面是使偏振子相互作用的原因。

這種相互作用是至關(guān)重要的，因?yàn)檫@正是創(chuàng)造量子模擬器的原因，這是一種特殊類型的量子計(jì)算機(jī)，信息被儲(chǔ)存在量子比特中。由于這些量子比特跟經(jīng)典計(jì)算機(jī)中只能為0或1的二進(jìn)制比特不同的是可以取0和1之間的任何數(shù)值，因此它們可以存儲(chǔ)更多的信息并同時(shí)執(zhí)行幾個(gè)過程。

這種能力可以讓量子模擬器解決物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的重要謎題，比如如何為高速列車制造高溫超導(dǎo)體、如何制造可能解決全球饑餓問題的更便宜的肥料或蛋白質(zhì)如何折疊從而更容易生產(chǎn)更有效的藥物。

研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、圣安德魯斯大學(xué)物理和天文學(xué)學(xué)院的Hamid Ohadi博士表示：“用光制作一個(gè)量子模擬器是科學(xué)的圣杯。我們通過創(chuàng)造里德伯極化子--它的關(guān)鍵成分--實(shí)現(xiàn)了一個(gè)巨大的飛躍。”

為了創(chuàng)造里德伯極化子，研究人員將光困在兩個(gè)高度反射的鏡子之間。來自納米比亞開采的石頭的氧化亞銅晶體隨后被削薄和打磨成30微米厚的板塊（比人的頭發(fā)絲還細(xì)）并被夾在兩面鏡子之間，這使得里德伯極化子比以前所展示的大100倍。

這項(xiàng)研究的論文第一作者之一、圣安德魯斯大學(xué)物理和天文學(xué)學(xué)院的Sai Kiran Rajendran博士指出：“在eBay上購(gòu)買石頭非常容易。挑戰(zhàn)在于制作存在于極窄顏色范圍內(nèi)里德伯極化子。”

目前，研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步完善這些方法以探索制作量子電路的可能性，而這是量子模擬器的下一個(gè)成分。