Έλληνας επιστήμονας προτείνει νέο είδος υπερυπολογιστή με “μαγική σκόνη”!

Επιστήμονες από τη Βρετανία και τη Ρωσία, με επικεφαλής Έλληνα επιστήμονα, αναπτύσσουν έναν νέο τύπο υπερυπολογιστή, ο οποίος θα βασίζεται σε μια μορφή «μαγικής σκόνης» που
συνδυάζει φως και ύλη και η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση πολύπλοκων προβλημάτων.

Αν και οι σχετικές έρευνες βρίσκονται ακόμη σε αρχικό στάδιο, η νέα υπολογιστική τεχνική θα μπορούσε τελικά να ξεπεράσει τις δυνατότητες ακόμη και των πιο ισχυρών σημερινών υπερυπολογιστών.

Η λεγόμενη «μαγική σκόνη» αποτελείται από κβαντικά σωματίδια, τα πολαριτόνια, που είναι μισά φως-μισά ύλη, και τα οποία μπορούν να δείξουν το δρόμο για την απλούστερη και ταχύτερη λύση των πιο πολύπλοκων προβλημάτων.Πρόκειται για μια καινοτόμο λύση, η οποία θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για ένα πρωτοποριακό είδος υπερυπολογιστή, ικανού να λύνει προβλήματα που σήμερα θεωρούνται αδύνατο να λυθούν σε ποικίλα πεδία, όπως η βιοϊατρική, ο σχεδιασμός νέων υλικών, η χρηματοοικονομική και τα ρομποτικά διαστημικά ταξίδια.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Παύλο Λαγουδάκη του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον και του ρωσικού Ινστιτούτου Επιστήμης και Τεχνολογίας Σκόλκοβο (Skoltech) και την καθηγήτρια Ναταλία Μπερλόφ του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ και του Ινστιτούτου Σκόλκοβο, όπου έγιναν τα σχετικά πειράματα, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό “Nature Materials”. Στη μελέτη συμμετείχε ένας ακόμη Έλληνας, ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Αλέξης Ασκητόπουλος, απόφοιτος του Πανεπιστημίου Κρήτης και συνεργάτης του Λαγουδάκη.

Η «μαγική σκόνη» από πολαριτόνια δημιουργείται, όταν ένα φως λέιζερ πέσει πάνω σε επιλεγμένα άτομα κάποιου χημικού στοιχείου, όπως γαλλίου, αρσενικού, ινδίου και αλουμινίου. Τα πολαριτόνια είναι δέκα χιλιάδες φορές ελαφρύτερα από τα ηλεκτρόνια και σχηματίζουν μια κατάσταση της ύλης γνωστή ως συμπύκνωμα Bose-Einstein. Σε αυτήν, οι κβαντικές φάσεις των πολαριτονίων συγχρονίζονται και δημιουργούν ένα μακροσκοπικό κβαντικό αντικείμενο, ανιχνεύσιμο μέσω μετρήσεων φωτοφωταύγειας. Η δυνατότητα ανίχνευσης των πολαριτονίων, αν συνδυασθεί με την υπολογιστική διαδικασία, επιτρέπει την εύρεση της καλύτερης δυνατής λύσης σε ένα πολύπλοκο πρόβλημα. «Είμαστε ακόμη στην αρχή της εξερεύνησης του δυναμικού των πολαριτονίων για την επίλυση πολύπλοκων προβλημάτων.

Σε αυτή τη φάση, αυξάνουμε την κλίμακα της συσκευής μας, ενώ παράλληλα δοκιμάζουμε τη θεμελιώδη υπολογιστική ισχύ της. Ο απώτατος στόχος μας είναι ένας μικροεπεξεργαστής (τσιπάκι) κβαντικής προσομοίωσης που θα λειτουργεί σε συνθήκες περιβάλλοντος» δήλωσε ο Λαγουδάκης. Ο Έλληνας επιστήμονας αποφοίτησε από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών το 2000, πήρε το διδακτορικό του στη Φυσική από το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον το 2003 και πραγματοποίησε μεταδιδακτορική έρευνα στο γερμανικό Πανεπιστήμιο Λούντβιχ Μαξιμίλιανς του Μονάχου πάνω στις οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες των οργανικών ημιαγωγών.  Από το 2013 είναι διευθυντής ερευνών του Τμήματος Φυσικής και Αστρονομίας και καθηγητής του Κέντρου Φωτονικής και Κβαντικών Υλικών του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον. Παράλληλα, στο Skoltech της Ρωσίας δημιούργησε και είναι επικεφαλής της Ομάδας Υβριδικής Φωτονικής. Ο Λαγουδάκης είναι πρωτοπόρος διεθνώς στο πεδίο της πολαριτονικής.

Σύνδεσμος για την επιστημονική δημοσίευση: http://nature.com/articles/doi:10.1038/nmat4971


Παύλος Δρακόπουλος-ΑΠΕ