Kvantni uređaji obećavaju brže računare, bezbednije komunikacije i izuzetno precizne senzore, ali imaju veliki praktičan problem. Većina osetljivih kvantnih stanja opstaje samo pri temperaturama koje su blizu apsolutne nule, zbog čega su potrebni veliki i skupi rashladni sistemi.
Istraživači sa Državnog univerziteta Luizijane napravili su materijal koji pokazuje napredno kvantno ponašanje na sobnoj temperaturi. Reč je o veoma tankom sloju zlata nanetom na stakleni čip, u kojem su izrađeni mikroskopski prorezi precizno raspoređeni po površini.
Kako je 19. jula preneo ScienceAlert, struktura ne pokušava da sačuva izuzetno osetljivo ponašanje pojedinačnih atoma. Umesto toga, ona kontroliše fotone, odnosno čestice svetlosti, čime se smanjuje problem koji toplota obično stvara u kvantnim sistemima.
Kada svetlost putuje preko zlatne površine, nastaju talasi elektrona poznati kao plazmoni. Sitni prorezi ponašaju se poput veštačkih atoma i određuju koje će osobine svetlosti proći kroz materijal, a koje će biti zaustavljene ili promenjene.
Istraživači ovaj materijal nazivaju plazmonskim metakristalom. „Meta” deo naziva odnosi se na činjenicu da njegova korisna svojstva ne potiču samo od zlata i stakla, već pre svega od precizno dizajnirane strukture koja u prirodi ne postoji u istom obliku.
Promenom veličine, oblika i razmaka između mikroskopskih otvora moguće je podešavati način na koji se različita kvantna stanja svetlosti ponašaju. Čip tako radi kao veoma sofisticiran filter koji ne razdvaja samo boje ili talasne dužine, već i određene statističke osobine fotona.
Istraživanje se još nalazi u ranoj fazi i ne znači da će veliki kvantni računari uskoro raditi na svakom radnom stolu. Ipak, pokazuje da je moguće napraviti kvantne komponente koje ne zavise od ogromnih frižidera i komplikovane infrastrukture.
Ako se pristup dodatno razvije, mogao bi da bude koristan za prenos kvantnih informacija, optičke komunikacije i veoma precizne uređaje koji manipulišu svetlošću.
Najzanimljiviji deo priče jeste to što jedan od najstarijih i najpoznatijih metala dobija sasvim novu ulogu. Zlato više nije samo materijal za nakit i elektroniku – kada se oblikuje na mikroskopskom nivou, može da postane kapija prema praktičnijoj kvantnoj tehnologiji.
S.B.
