En cada microcircuito moderno escondido dentro de una computadora portátil o teléfono inteligente, puede ver transistores:pequeños dispositivos semiconductores que controlan el flujo de corriente eléctrica, es decir, el flujo de electrones. Si reemplazamos los electrones con fotones (partículas elementales de luz), entonces los científicos tendrán la posibilidad de crear nuevos sistemas informáticos que puedan procesar flujos de información masivos a una velocidad cercana a la velocidad de la luz. En el presente, son los fotones los que se consideran los mejores para transmitir información en las computadoras cuánticas. Estos siguen siendo ordenadores hipotéticos que viven de acuerdo con las leyes del mundo cuántico y son capaces de resolver algunos problemas de forma más eficiente que los superordenadores más potentes.

Aunque no existen límites fundamentales para la creación de computadoras cuánticas, Los científicos aún no han elegido qué plataforma material será la más conveniente y efectiva para implementar la idea de una computadora cuántica. Circuitos superconductores, átomos fríos, iones, los defectos en el diamante y otros sistemas compiten ahora por ser uno de los elegidos para la futura computadora cuántica. Ha sido posible presentar la plataforma de semiconductores y cristales bidimensionales, específicamente, gracias a los científicos de:la Universidad de Würzburg (Alemania); la Universidad de Southampton (Reino Unido); la Universidad de Grenoble Alpes (Francia); la Universidad de Arizona (EE. UU.); la universidad de Westlake (China), el Instituto Técnico Físico Ioffe de la Academia de Ciencias de Rusia; y la Universidad de San Petersburgo.

Los físicos estudiaron la propagación de la luz en una capa de cristal bidimensional de diselenuro de molibdeno (MoSe ₂ ) que tiene un solo átomo de espesor, es el cristal semiconductor más delgado del mundo. Los investigadores encontraron que la polarización de la luz que se propaga en una capa cristalina superfina depende de la dirección de propagación de la luz. Este fenómeno se debe a los efectos de la interacción espín-órbita en el cristal. Curiosamente, como señalaron los científicos, el gráfico que muestra la distribución espacial de la polarización de la luz resultó ser bastante inusual:se asemeja a un rapana marino multicolor.

En el laboratorio del profesor Sven Höfling de la Universidad de Würzburg se sintetizaron cristales ultrafinos de diselenuro de molibdeno para experimentos. Es uno de los mejores laboratorios de crecimiento de cristales de Europa. Las mediciones se llevaron a cabo tanto en Würzburg como en San Petersburgo bajo la supervisión de Alexey Kavokin, profesor de la Universidad de San Petersburgo. Mikhail Glazov desempeñó un papel importante en el desarrollo de la base teórica. Es miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia, un empleado del Laboratorio de Óptica Spin de la Universidad de San Petersburgo, y un destacado investigador asociado en el Instituto Técnico Físico de Ioffe.

"Preveo que en un futuro próximo, Se utilizarán cristales monoatómicos bidimensionales para transferir información en dispositivos cuánticos, "dijo el profesor Alexey Kavokin, jefe del Laboratorio de Óptica Spin de la Universidad de San Petersburgo. "Lo que las computadoras clásicas y las supercomputadoras tardan mucho en hacer, un dispositivo de computación cuántica funcionará muy rápidamente. Ahí radica el gran peligro de las tecnologías cuánticas, comparable al peligro de una bomba atómica. Con su ayuda será posible, por ejemplo, para piratear los sistemas de protección bancaria muy rápidamente. Es por eso que hoy se está trabajando intensamente, incluida la creación de medios para proteger los dispositivos cuánticos:criptografía cuántica. Y nuestro trabajo contribuye a las tecnologías cuánticas de semiconductores ".

Adicionalmente, como señaló el científico, la investigación fue un gran paso adelante en el estudio de la superconductividad inducida por la luz (es decir, que aparece en presencia de luz). Es el fenómeno cuando los materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica tienen una resistencia nula. En el presente, este estado no se puede lograr a temperaturas superiores a menos 70 C. Sin embargo, si se encuentra el material adecuado, este descubrimiento permitirá transferir electricidad a cualquier punto de la Tierra sin ninguna pérdida, y crear una nueva generación de motores eléctricos. Cabe recordar que en marzo de 2018, El equipo de investigación de Alexey Kavokin predijo que las estructuras que contienen metales superconductores, como el aluminio, puede ayudar a resolver el problema. Hoy en día, Los científicos de la Universidad de San Petersburgo están buscando una forma de obtener evidencia experimental de su teoría.