Keistasis kvantinės mechanikos pasaulis gali padėti mokslininkams rasti būdų, kaip padidinti skaičiavimų spartą, veiksmingumą ir tikslumą, patobulinti komunikacijų ir matavimų technologijas. Tuo įsitikinęs Masačusetso technologijų instituto (MIT) profesorius Setas Loidas (Seth Lloyd).

Kvantinė mechanika yra tam tikras fizikos teorijų rinkinys, aprašantis mikrodaleles ir jų tarpusavio sąveiką. Mikropasaulyje galiojantys dėsningumai gerokai skiriasi nuo mums įprastinio, t. y., klasikinio, pasaulio dėsningumų. Vienas iš svarbiausių – tiesioginis reiškinių stebėjimas.

„Klasikiniu požiūriu, ribos yra, – aiškina MIT elektronikos tyrimų laboratorijos ir mechanikos inžinerijos profesorius S. Loidas. – Tačiau jeigu į viską pažvelgsime iš kvantinės mechanikos pusės, tuomet tas ribas galima peržengti“. Klasikinės fizikos ribos kai kuriose srityse jau bus greitai pasiektos. Pavyzdžiai – kompiuterių lustai ir itin tikslių matavimų sistemos.

„Paskutinįjį dešimtmetį aš su grupele kolegų pradėjome domėtis, kaip kvantinė mechanika galėtų pagelbėti šioje situacijoje“, – toliau tęsia pasakojimą mokslininkas. Tokie neįprasti kvantinės mechanikos reiškiniai, kaip suspaudimas ar susietumas, galėtų būti sėkmingai panaudoti atliekant kur kas tikslesnius laiko ir atstumo matavimus. „Kai tik atidžiau pažiūri į kvantinį pasaulį, pastebi daugybę dalykų, kurių įprastiniame pasaulyje neįmanoma atlikti“, – priduria jis.

Pirmieji realūs kvantinių reiškinių taikymai laboratorijoje – naujų atvaizdavimo sistemų sukūrimas. Tokios sistemos galėtų itin tiksliai registruoti atskirų šviesos dalelių fotonų atkeliavimo laiką.

„Fotonų atkeliavimo laikų matavimo tikslumas yra kur kas didesnis negu buvo galima tikėtis“, – teigia S. Loidas. Tai pagaliau leistų sukurti sistemas, galėsiančias savo užregistruojamo vaizdo detalumu smarkiai pralenkti šiuolaikinius optinius mikroskopus, kurių maksimalią skiriamąją gebą apriboja klasikinės fizikos dėsniai.

Be to, kvantinius reiškinius taip pat būtų galima panaudoti tobulinant kompiuterių atminties lustus. Akivaizdus tiesioginės kreipties atminties tranzistorių, naudojamų kiekvienąkart išsaugant ar atrenkant duomenis, sumažinimas padidintų atminties veiksmingumą. S. Loidas su bendradarbiais, į pagalbą pasitelkęs kvantinės mechanikos principus, sugalvojo visiškai naują atminties adresavimo idėją. Ją pavadino „iš rankų į rankas“ sistema. Panaši, tik kiek praplėsta sistema galėtų būti panaudota ir ateities kvantiniuose kompiuteriuose, kurie, kaip tikimasi, itin sėkmingai susidoros su įvairiomis specializuotomis užduotimis, pavyzdžiui, didelių skaičių išskaidymu pirminiais dauginamaisiais ar paieška nestruktūrizuotose duomenų bazėse.

Kita potenciali kvantinių reiškinių pritaikymo sritis galėtų būti tikslesnių laikrodžių sukūrimas. Šiuo atveju pagelbėtų kvantinis susietumas – reiškinys, kai dvi atskiros dalelės yra smarkiai susijusios, t. y., viena dalelė gali akimirksniu pakeisti kitos savybes.

Pasak mokslininko, kai kurios galimos pritaikymo sritys jau daugelį metų detaliai nagrinėjamos teoriškai, tačiau eksperimentai tiktai dabar po truputį pradeda prisivyti išplėtotas teorijas. „Jau dabar galime nemažai nuveikti, – džiaugiasi S. Loidas. – Ir tikimės per ateinančius metus nuveikti dar daugiau“.

Profesorius savo atliktus tyrimus pristatė vasario 16 d. per kasmetinį Amerikos mokslo pažangos asociacijos susitikimą Bostone.

Komentarai (18)