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，因為這正是創(chuàng)造量子模擬器的原因，這是一種特殊類型的量子計算機，信息被儲存在量子比特中。由于這些量子比特跟經(jīng)典計算機中只能為0或1的二進制比特不同的是可以取0和1之間的任何數(shù)值，因此它們可以存儲更多的信息并同時執(zhí)行幾個過程。

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。

研究項目負責(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--實現(xiàn)了一個巨大的飛躍?！?/p>

為了創(chuàng)造里德伯極化子，研究人員將光困在兩個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）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?！?/p>

目前，研究團隊正在進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成分。