האקסיטון האפל הוא מצב של מוליך למחצה שלא מגיב לאור; הגילוי עשוי להיות שלב נוסף בדרך למיחשוב קוונטי

חוקרי הטכניון הצליחו למצוא דרך להגיע בעזרת אור לאקסיטון האפל. הגילוי, שהתפרסם אתמול בכתב העת המדעי היוקרתי Nature Physics, עשוי להיות שלב נוסף בדרך לחישוב קוונטי.

פרופסור דוד גרשוני והדוקטורנטים אילון פועם וירון קודריאנו מהפקולטה לפיסיקה, מסבירים כי האקסיטון האפל הוא מצב של מוליך למחצה שלא מגיב לאור. “כאשר אלקטרון עולה רמה כשהוא מקבל אנרגיה, הוא משאיר אחריו חור”, הם אומרים. “בינו לבין החור יש קשר חשמלי. אלקטרון וחור קשורים נקראים אקסיטון. דרגת החופש (ספין) היא הקובעת אם האלקטרון יכול לחזור לחור שלו. אם כן – הוא אקסיטון בהיר. אם לא – הוא אקסיטון אפל שאינו פולט אור ולכן חי זמן “רב” (חצי מיקרו שניה לעומת מיליארדית השניה של האקסיטון הבהיר, שכן קולט ופולט אור)”.

לאקסיטון האפל יש שתי אפשרויות לסדר את ה”ספין”, וזה יכול לייצג ביט אחד של אינפורמציה (כמו אפס ואחד במחשב). מכיוון שזה חלקיק קוונטי, הוא יכול להיות וריאציות נוספות של אפס ואחד דבר שנותן אפשרויות נוספות לאכסן אינפורמציה. זו עוצמה חישובית עצומה שאינה קיימת כיום. חוקרי הטכניון הראו למרות שלאקסיטון האפל אי אפשר לגשת בצורה ישירה על ידי אור, ניתן לעשות זאת בדרך עקיפה. הם הצליחו להכין אקסיטון אפל באטום מלאכותי (נקודה קוונטית) במצב ספין מסויים ואחר כך גם לקרוא אותו לאחר שהשתנה. “ראינו את התפתחותו בזמן וראינו שהוא מתנודד בין שני המצבים”, הם אומרים.

מדובר באבן דרך לשימוש באקסיטון האפל בעיבוד מידע קוונטי ואיכסונו. עד כה היה מקובל לחשוב שהאקסיטון הוא מכשול בדרך הזו.