迈向量子计算机的又一步： 物理学家首次展示“液态光”在单个原子厚度的半导体中凝聚
包括圣大自旋光子学实验室负责人阿列克谢·卡沃金（Алексей Кавокин）教授在内的国际物理学家小组，首次通过实验展示了如何在最薄的半导体晶体单原子膜中形成玻色-爱因斯坦凝聚：数以万计的“液态光”量子。这一发现将有助于研发能够产生量子比特的新型激光器——它未来量子计算机的主要构建模块。
搭建量子计算机的想法——这种最强大的计算机根据量子世界的定律运行，能够比运算速度最快的超级计算机更加有效地解决各类问题——长期以来一直吸引着科学家和 IT 公司企业的专家。例如，谷歌和 IBM 都在进行类似的研发，但许多此类项目需要使用低温恒温器——装有液氮或压缩氦气的罐体，量子处理器在罐内冷却至负 270 摄氏度以下。如此低的温度是维持超导效应所必需的，也是量子计算机运行所必需的。
研究成果发表在著名学术期刊《Nature Materials》上。
阿列克谢·卡沃金与同事的研发与搭建用于量子计算的极化子平台有关。它的主要优势之一是能够在室温下进行量子计算。阿列克谢·卡沃金与同事们发现了一种基于激子极化子在室温下玻色-爱因斯坦凝聚原理工作的极化子激光器，可以用于创建量子比特——量子计算机的基本元素。量子比特是通过激光照射人造半导体结构——微腔的方法实现的。
在这项新研究中，科学家们首次通过实验观察到，在世界上最薄的半导体——二硒化钼
（MoSe2）晶体最薄的单原子层（只有一个原子的厚度）中——如何形成玻色-爱因斯坦凝聚，也就是数以万计的“液体光”量子，确切的名称是激子极化子。这些粒子兼具轻质粒子和普通物质粒子的特性，可以作为信息载体。也就是说电中性的光液体取代电子，可以通过任何电子设备的微电路。极化子设备可使以接近光速的速度处理大量信息流成为可能。
参与该项研究的有来自维尔茨堡大学（德国）、加州大学梅赛德分校（美国）、西湖大学 （中国）、亚利桑那州立大学（美国）、国家材料科学研究所（日本）和圣彼得堡国立大学 （俄罗斯）的物理学家。
玻色-爱因斯坦凝聚物是在半导体微腔中获得的，该微腔包含一层新的结晶材料二硒化钼，只有一个原子厚。研究首次实现了光在如此薄厚度中的定位。作为这项研究的成果，可以开发基于二维晶体的新型激光器，这使得研发量子比特（量子晶体管）成为可能，它是在光液体上运行的量子计算机的基础。
——圣大自旋光子学实验室负责人阿列克谢·卡沃金教授理解这一点很重要：正如这位科学家不止一次指出，量子计算机在如今被称为二十一世纪的原子弹，因为它们各个领域开辟了巨大潜力，例如，不仅在新药研发领域，而且在网络攻击领域也是如此。拥有如此强大的计算机，几乎可以破解任何密码，因此科学家们如今还面临着保护量子设备的重要任务——量子密码学，阿列克谢·卡沃金及其同事的发现在这其中也发挥了非常重要的作用。
当下，阿列克谢·卡沃金领导着圣彼得堡国立大学自旋光子学实验室、俄罗斯量子中心量子极化子研究小组、中国西湖大学国际极化子研究中心，同时还担任南安普敦大学（英国）的教授，并出任该校纳米物理和光子学教研室负责人。2011 年，阿列克谢·卡沃金获得了俄罗斯联邦政府大额资助，在此框架内创建了以乌拉里采夫命名的自旋光子学实验室。
该项研究得到了德国研究协会（DFG）、欧洲科学研究委员会（ERC）、德国学术奖学金基金会、西湖大学（中国）、圣彼得堡国立大学（俄罗斯）和其他科学组织的资金支持。