Süper bilgisayarlar, yıllardır bilimdeki en gizemli ve görünüşte çözülmeyen bazı sorunların anlaşılması için umut sağlamışlardır.
Kuantum hesaplamanın sürekli geliştirilmesi bilim insanlarının umutlarını artırdı. Ancak İngiltere ve Rus araştırmacılar tarafından yapılan yakın tarihli bir araştırma, “sihirli toz” olarak bilinen yarı ışık yarım madde oluşumunu gerçekleştirmek için ışığı ve maddeyi birleştirerek şu ana kadar gelinen aşamadan potansiyel olarak bir adım daha ileriye götürdü.
İngiltere’deki Cambridge, Southampton ve Cardiff Üniversiteleri ile Rusya’daki Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsünü temel alan bu araştırmacılar, bu büyülü kombinasyonun en gelişmiş süper bilgisayarların yeteneklerini aşmasına olanak sağlayabileceğinin ipuçlarını verdi.
Polariton olarak bilinen, yarı ışık ve yarım madde olan kuantum parçacıklarının, karmaşık problemler verildiğinde basit çözümlere “ışık saçtığı” görüldü. Nature Materials dergisinde bildirilen bu çalışmanın sonuçları bilim adamlarını şu ana kadar çözülemeyen bilinmezleri çözmeye yönlendirebilir.
Karıştırma Konusu
Gerçek dünya uygulamaları ile karmaşık bir probleme matematiksel bir çözüm hesaplarken, mümkün olan en az adımı sağlamak önemlidir.
Bir cevabın en doğru çözüm yolu, karışıklık veya hata riskini düşük seviyede tutar. Ancak bilinen evrenimizin en karmaşık sorunlarıyla baş ederken görünüşte imkansız bir görev haline gelir.
Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsü Cambridge Uygulamalı Matematik ve Teorik Fizik Bölümü’nden Profesör Natalia Berloff “Bu, nesnel işlevin birçok bilinmeyenini en aza indirgemek, gerçek hayatta olan bir problemle parametre ve kısıtlamayla mücadele etmektir” diye belirtti.
Berloff, ekibi ile birlikte bu “sihirli toz” kullanımını oldukça yaratıcı bir açıdan tasarladı. Will-o’-the-wisp, İskoç folklorunda yolcuların yolunu aydınlatırken polaritonlar kolaylıkla tespit edilebilir işaretçiler gibi hareket ederek bilim adamlarını bir çözüm yoluna yönlendiriyor.
Galyum, arsenik, indiyum ve alüminyum gibi atomları birleştiriyor. Onlara bir lazer yönlendiriyor. Bu ışık maddede ki elektronlar ışığı absorbe ediyor. Farklı renklerde ışık yayıyorlar.
Elektronlardan 10,000 kat daha hafif olan polaritonlar, onu bir Bose-Einstein kondensatı haline getirecek yoğunluklara erişebilirdi.
Polarite, polaritonların kuantum fazlarının hem senkronize edileceği hem de fotolüminesansla saptanabilen bir makroskopik kuantum nesnesi yaratacağı yeni bir madde haliydi. Bu bilim insanları, kelimenin tam anlamıyla ışık işaretleri üretiyorlar.
Southampton Üniversitesi’ndeki Hibrit Fotonik Laboratuarı’nın başkanı ve Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (deneylerin yapıldığı) ortak yazarı Professor Pavlos Lagoudakis, “Sadece polariton grafiklerin potansiyelini araştırmaya başladık. Karmaşık problemleri çözüyoruz. Şu anda, temel hesaplama gücünü test ederken, cihazımızı yüzlerce düğüme ilerletiyoruz. Asıl hedef, ortam koşullarında çalışan bir mikroçip kuantum simülatörüdür. “
“Çözünemeyen problemleri içeren sadece astrofizik derinlikleri değildir. Biyoloji, finans, uzay yolculuğu ve diğerlerinin cevabı olmayan soruların derin kuyuları var. Sihirli toz kullanan süper bir bilgisayara basit bir çözüme ışık tutacak soruların cevap verebileceğini düşünebiliriz.”dedi.
