Niezwykłe osiągnięcie! Młodzi naukowcy z Polski stworzyli procesor kwantowy, który znacząco usprawnia pomiary w spektroskopii. Jest to pierwsze tego typu urządzenie na świecie. Badania Polaków zamieszczono w “Nature” – jednym z najważniejszych czasopism naukowych.
Kilka lat temu badacze z Centrum Optycznych Technologii Kwantowych oraz z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego stworzyli pierwszą w Polsce pamięć kwantową. Następnie została ona rozbudowana i teraz stała się procesorem kwantowym. Dokonali tego Mateusz Mazelanik, Adam Leszczyński i dr Michał Parniak.
– “Nasz procesor oparty jest na chmurze zimnych atomów, chłodzonych laserowo, która jest zawieszona w próżni i może zarówno generować pojedyncze fotony, jak i przechowywać światło z zewnątrz” – mówi jeden z autorów pracy, dr Michał Parniak.
Naukowcy w swojej publikacji opublikowanej w prestiżowym “Nature” zaznaczają, że urządzenie może rozwiązywać problemy, których nie są w stanie rozwiązać normalne procesory. Dlatego procesor kwantowy będzie mógł pełnić rolę elementu superrozdzielczego spektrometru.
– “Wyciskamy z pojedynczych fotonów tyle informacji, ile tylko się da. Pomiar staje się więc bardzo wydajny” – przyznaje kolejny autor badań, doktorant – Mateusz Mazelanik.
Przełom dla spektroskopii
Z różnych obiektów dociera do nas światło. Z niego można odczytać wiele informacji – m.in o materii, z której składa się dany obiekt. Na przykład światło dochodzące z jakiejś gwiazdy daje informację o tym z jakich pierwiastków jest ona zbudowana. Jeśli chodzi o różne roztwory, ich widmo światła pozwala nam stwierdzić czy w ich składzie znajdują się np. toksyny. Nauka analizująca takie dane to spektroskopia.
Niestety w spektroskopii istnieje pewne ograniczenie. Przez tzw. limit Rayleigha nie da się odczytać informacji z dokładnością. Jednak procesor kwantowy daje nowe możliwości.
– “Nasze urządzenie i algorytm pozwalają nie tylko lepiej wydobywać informacje niesione przez światło, ale mogłyby pozwolić lepiej informację w świetle upchnąć” – tłumaczy dr Parniak.
Urządzenie powstało dzięki wykorzystaniu informatyki kwantowej. Jest to rozwiązanie zdecydowanie nieszablonowe.
– “Nasz spektrometr bije klasyczny limit używając 20 razy mniej fotonów niż hipotetyczny tradycyjny spektrometr. Jednak nasz rekord jest też absolutny, bo klasyczne urządzenie o podobnej rozdzielczości właściwie nie istnieje” – podkreśla Mateusz Mazelanik.
Źródło: forumakademickie.pl