نوید تازه برای فناوری‌های جدید با نقاط کوانتومی و متامواد

این متاماده – لایه‌هایی از نقره و اکسید تیتانیوم و مولفه‌های ریزی بنام
نقاط کوانتومی – بطور رویایی خواص نور را تغییر می‌دهد. نور “هذلولی”
می‌شود و خروجی نور را از نقاط کوانتومی افزایش می‌دهد. چنین موادی
می‌توانند کاربردهایی در پیل‌های خورشیدی، دیودهای گسیلنده نور و پردازش
اطلاعات کوانتومی بسیار قوی‌تر از رایانه‌های امروزی پیدا کنند.

چنین موادی می‌توانند امکان استفاده از فوتون‌های واحد را – ذرات ریزی که
نور را تشکیل می‌دهند – در سوئیچ‌ها و مسیریاب‌های رایانه‌های آینده فراهم
کنند. در حالیکه استفاده از فوتون‌ها بطور رویایی سرعت رایانه‌ها و مخابرات
را افزایش می‌دهد، افزاره‌های فوتونیکی متداول قابلیت کوچک شدن را ندارند
زیرا طول‌موج نور آنقدر بزرگ است که نمی‌تواند با مولفه‌های ریزی که برای
مدارهای مجتمع ضروری هستند جفت و جور شود.

ناریمانو گفت: “برای مثال، طول‌موج مورد استفاده در مخابرات یک و پنجاه و
پنج صدم میکرون است که حدود ۱۰۰۰ برابر از میکروالکترونیک امروزی بزرگ‌تر
است.” او ادامه داد که با اینحال، متامواد نانوساختار، می‌توانند امکان
کاهش اندازه فوتون‌ها و طول‌موج نور را برآورده کرده و اجازه خلق انواع
جدیدی از افزاره‌های نانوفوتونیکی را بدهند.

این رهیافت می‌تواند به پژوهشگران در ساخت “سیستم‌های اطلاعات کوانتومی” که
بسیار قدرتمندتر از رایانه‌های امروزی باشند، کمک کند. چنین رایانه‌های
کوانتومی از مزیت پدیده‌ای که در نظریه مکانیک کوانتومی “درهم تنیدگی”
خوانده می‌شود، استفاده می‌کنند و بجای داشتن فقط حالت‌های صفر و یک،
“حالت‌های کوانتومی درهم تنیده” زیادی بین آنها بوجود می‌آید.

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را تحت عنوان “انتقال‌های
توپولوژیکی در متامواد” در مجله‌ی بسیار معتبر Science منتشر کرده‌اند.