根据圣安德鲁斯大学领导的一项新研究表明，由古老的纳米比亚宝石制成的一种特殊形式的光可能是基于光的量子计算机的关键，这种光量子计算机可以解决长期存在的科学谜团。

这项研究是与美国哈佛大学、澳大利亚麦考瑞大学和丹麦奥胡斯大学的科学家合作进行的，他们的研究发表在最近的《Nature Materials》期刊上。这一研究使用了从纳米比亚天然开采来的氧化亚铜(Cu₂O)宝石来产生里德堡极化子。这种极化子是目前为主发现的最大的光与物质混合粒子。

里德堡极化子会不断地从光到物质然后再转换回来。在里德堡极化子中，光和物质就像一枚硬币的两个面，这种物质的面是使极化子产生相互作用的原因。

这种相互作用是至关重要的，因为它可以用来创建一种量子模拟器系统，这是一种特殊类型的量子计算机，其中信息是存储在量子比特中。与经典计算机中只能为0或1的二进制比特不同，这些量子比特可以取0到1之间的任何值。因此，它们可以存储更多信息并同时执行多个过程。

这种能力可以让量子模拟系统能解决物理、化学和生物学领域的重要谜团。例如，如何为高速列车制造高温超导体，如何制造更便宜的肥料来潜在地解决全球饥饿问题，或者蛋白质要如何折叠能使其更容易生产更有效的药物。

圣安德鲁斯大学物理与天文学学院的项目负责人Hamid Ohadi博士说：“用光制造量子模拟机器是科学的圣杯，里德堡极化子是它的关键组成。我们通过创造里德堡极化子朝着这个方向迈出了一大步。”

为了制造里德堡极化子，研究人员将光捕获在两个高反射镜之间。然后将来自纳米比亚开采的石头的氧化亚铜晶体减薄并抛光成30微米厚的面板(它比一根人的头发还薄)，然后把它夹在两个镜子之间，这能使里德堡极化子要比以往任何时候都大100倍。

圣安德鲁斯大学物理与天文学学院的主要作者之一Sai Kiran Rajendran博士说：“在eBay上购买到这种宝石很容易。所面临的挑战是如何使里德伯格极化子存在在一个极其狭窄的颜色范围内。”

该团队目前正在进一步完善这种方法，以探索制造量子电路的可能性，这是他们制造量子模拟系统的下一步。（编译:Qtech）