A Nature Photonics folyóiratban a napokban megjelent tanulmány szerzői – a magyar kutató mellett japán és német szakemberek – kimutatták, hogy szobahőmérsékleten elektromosan vezérelhető, úgynevezett „egyfoton kibocsátás” érhető el.

A közeljövő egyik lehetséges tudományos áttöréseként emlegetett kvantumszámítógépek segítségével olyan feladatokat is megoldhatunk, amelyeket a jelenlegi informatikai eszközökkel nem. A működési módjuk azonban alaposan eltér. A hagyományos számítógépben az információt bitekben tárolják, a kvantumszámítógépben pedig úgynevezett kvantumbitekben. Már sikerült olyan kísérletet elvégezni, amelyekben kisszámú kvantumbiten hajtottak végre kvantumszámítási műveleteket. A kvantumszámítógépek működése éppen a kvantumbitek vezérlésén alapul, de fizikai megvalósítása rendkívül nehéz feladat.

Az Oszakai Egyetem kutatói egy gyémántkristályból félvezető diódát készítettek, amelyben egy speciális színcentrumot létrehozva azt kvantumbitként tudták használni. Az igazán nagy eredmény, hogy megoldották e színcentrumok elektromos árammal történő vezérlését, amit eddig csak fénnyel megvilágítva tudtak elérni. A magyar fizikus szerint a kísérlet bebizonyította, hogy elvileg megvalósítható egy olyan kvantumoptikai elvekre épülő számítógép, amelyet hagyományos társaihoz hasonlóan elektromos árammal működtethető. Gali Ádám a jelenség értelmezéséből vette ki részét: igazolta, hogy valóban az áram hatására történik a kristályból fénykibocsátás, nem pedig valamilyen más jelenség számlájára írható a folyamat.

Az MTA Lendület programjának egyik 2010-es nyerteseként Gali Ádám és kutatócsoportja a kvantumjelenségek kutatása mellett egy olyan nanokristályt is alkotott, amelyet ha egy adott hullámhosszúságú fénnyel megvilágítunk, akkor az egy másik hullámhosszúságú fénnyel válaszol. Ez a kristály hozzátapadhat egy molekulához, s így információt ad annak a szervezeten belüli mozgásáról. Az optikai tulajdonságok módosításával a magyar kutatók egy sokrétűen használható biomarkert – biológiai jelzőrendszert – szeretnének alkotni. A biomarkerek festékanyagok, az élő szervezetben alapvető funkciót betöltő molekulákhoz kapcsolva őket nyomon követhető a biokémiai folyamatok lefolyása. A napjainkban használt jelzőmolekulák legnagyobb hátránya, hogy egy idő után elbomlanak. Gali Ádámék olyan nanorészecskét szeretnének létrehozni, amely élő szervezetekben is biztonsággal használható.

Elméleti számításokkal azt is bebizonyították, hogy jelentősen növelhető a napelemtáblák hatásfoka. A jelenlegi napelemek alacsony hatásfokkal működnek, mivel a beérkező fotonok csupán egyetlen töltéshordozót hoznak létre a cellákban, emiatt a fényenergia nagy része hőként távozik. A magyar kutatók a töltéshordozó többszörözését szeretnék elérni, és így jelentősen növelni a napelemek hatásfokát. Gali Ádám meggyőződése, hogy nanokristályokra épülő cellákkal ez a cél elérhető.