„კაბინეტის ოინი“ - სუპერკომპიუტერების გასაღები (ფიზიკა)

Nobel for quantum "parlour trick" that could make super computers

24 ოქტომბერი

ფიზიკაში ნობელის 2012 წლის პრემია ფრანგ სერჟ აროშსა და ამერიკელ დევიდ ვაინლენდს (ორივე 68 წლისაა) მიენიჭათ, რომლებმაც კვანტური ნაწილაკების გაზომვა და აღრიცხვა ისე შეძლეს, რომ მათი დაზიანება არ გამოუწვევიათ. მათი ნაშრომის საფუძველია გამოყენებული თანამედროვე ყველაზე ზუსტი საათების მუშაობაში. გარდა ამისა, ზემძლავრი, ეგრეთ წოდებული კვანტური კომპიუტერების შექმნაც სწორედ ამ კვლევის საფუძველზე გახდება შესაძლებელი.

აროშისა და ვაინლენდის მიერ კვანტურ ნაწილაკებზე ზემოქმედების მეთოდის შემუშავების შედეგად, შესაძლებელი გახდა მატერიის და შუქის ნაწილაკების უცნაური ურთიერთქმედების ახსნა, რაც ადრე მხოლოდ თეორიულად და მათემატიკურად იყო შესაძლებელი. მანამდე მეცნიერებს მსგავსი რამის მხოლოდ გააზრება შეეძლოთ, თუმცა ყოველივეს მატერიალური ახსნა შეუძლებელი იყო.

ერთხელ ვაინლენდმა თავის ნაშრომს „კაბინეტის ოინი“ უწოდა, რადგან ელემენტარული ნაწილაკების დონეზე, ის ერთიდაიმავე ობიექტის (ნაწილაკის) ერთდროულად ორ ადგილას დაფიქსირებას ახერხებდა. ბევრმა მეცნიერმა ამერიკელი მეცნიერის მიღწევა შეაფასა, როგორც ფანტასტიკოსების ყველაზე გაბედული ოცნებების განხორციელება.

„მათ დაუზიანებლად, კვანტური ნაწილაკების აღრიცხვისა და დათვალიერების შესაძლებლობის დემონსტრირებით, ნობელის ლაურეატებმა, კვანტური ფიზიკის ექსპერიმენტების ახალ ერას გაუღეს კარი. ალბათ, კვანტური კომპიუტერი ამ საუკუნეში ადამიანის ცხოვრებას ისევე რადიკალურად შეცვლის, როგორც ეს ჩვეულებრივმა კომპიუტერმა უკვე შეძლო“, - ნათქვამია შვედეთის მეცნიერებათა სამეფო აკადემიის მიერ გამოქვეყნებულ განმარტებაში.

კვანტური ფიზიკა, სამყაროს ფუნდამენტურ სამშენებლო ბლოკებს - ელემენტარულ ნაწილაკებს სწავლობს, რომლებიც ზომით ატომებზე პატარაა. ამ ნაწილაკების ქმედება იმდენად რთული და უცნაურია, რომ მათი ახსნა მხოლოდ უმაღლესი მათემატიკის დახმარებითაა შესაძლებელი. მკვლევარები დიდი ხანია ოცნებობენ კვანტურ კომპიუტერებზე, რომლებიც სწორედ უმაღლესი მათემატიკის პრინციპებით იმუშავებს. მაგრამ ასეთი კომპიუტერების შექმნა, ელემენტარული ნაწილაკების თვისებების შესწავლის გარეშე, შეუძლებელი იქნება.

ცალკეული ნაწილაკები, მათი გარემო სამყაროსგან იზოლირებული არ არიან და მაშინვე კარგავენ კვანტურ თვისებებს, როგორც კი გარე სამყაროსთან ურთიერთქმედებენ. ჰაროშის და ვაინლენდის, ასევე მათს პარტნიორ მკვლევართა ჯგუფების მიერ შემუშავებული გენიალური ლაბორატორიული მეთოდების წყალობით, კვანტური ნაწილაკების მეტად მყიფე მდგომარეობის შესწავლა და აღრიცხვა გახდა შესაძლებელი. ეს კი ადრე წარმოუდგენელი იყო“, - ნათქვამია ნობელის კომიტეტის განმარტებაში.

ორივე მეცნიერი კვანტური ოპტიკის სფეროში მოღვაწეობს და შუქისა და მატერიის ურთიერთქმედებას სწავლობს. ნობელის კომიტეტის განმარტებით, ისინი პრობლემისადმი განსხვავებულ მიდგომას იყენებენ. მაგალითად, ვაინლენდი მატერიის ნაწილაკების (ელექტრონების) აღრიცხვისა და კონტროლისთვის, შუქის ნაწილაკებს - ფოტონებს იყენებს, აროშის მეთოდოლოგია კი, ფოტონების შესასწავლად, ელექტრონებს იყენებს.

რაც შეეხება იმ პარადოქსს, რომლის მიხედვითაც, ნაწილაკი შეიძლება ერთდროულად ორ ადგილას იყოს, მას ვაინლენდმა ექსპერიმენტულად მიაკვლია - ლაზერის დახმარებით ჩატარებული ექსპერიმენტის დროს, როდესაც ატომს ასხივებდა, ეს ატომი ორ, ერთმანეთისგან დაახლოებით მეტრის მე-80-მილიარდედ მანძილზე დააფიქსირა.