Трима учени, работещи в САЩ, спечелиха Нобеловата награда за физика за откриването на квантови ефекти, които поставят основите на ново поколение мощни компютри, сензори и технологии за криптиране на информация.
Тримата изследователи ще си поделят наградата от близо 1 млн. евро за това, че са показали как квантови явления могат да бъдат използвани на практика в реални електронни устройства.
„Прекрасно е, че можем да отпразнуваме начина, по който стогодишната квантова механика продължава да предлага нови изненади,“ каза Оле Ериксон, председател на Нобеловия комитет по физика.
„Тя е и изключително полезна, защото квантовата механика е в основата на цялата дигитална технология,“ казва още Ериксон.
И тримата отличени учени работят в американски институции: Кларк е в Калифорнийския университет в Бъркли, Деворе – в Йейлския университет , а Мартинис – в Калифорнийския университет в Санта Барбара.
Квантовите технологии използват начина, по който материята се държи в мащаба на атомите и техните съставни частици — поведение, което често е напълно различно от това на обектите от ежедневния свят.
Квантовите ефекти вече стоят в основата на съвременната електроника, например в транзисторите на микрочиповете в компютрите и мобилните телефони.
С експериментите, които провеждат тримата лауреати показват на практика как „странните свойства на квантовия свят могат да бъдат направени осезаеми в система, достатъчно голяма, за да се държи в ръка“, се казва в съобщението на Кралската шведска академия на науките, която присъди Нобеловата награда за физика.
Наградата признава серия от експерименти, проведени от тримата учени през 1984 и 1985 г., включително изследване на квантово явление, наречено тунелиране.
То позволява на частици в квантовия свят да преминават през физически бариери. Аналогията в човешкия мащаб би била, ако тенис топка, хвърлена срещу стена, просто премине през нея.
Учените показват, че тунелиране и други квантови ефекти могат да се проявят в свръхпроводящи електрически вериги, които могат да провеждат ток без електрическо съпротивление.
Това откритие поставя основата за развитието на нови квантови технологии – включително сензори за откриване на обекти под земята и компютри, способни да извършват изчисления, непосилни за най-мощните съвременни машини.
Някои от най-големите технологични компании в света, сред които Google, IBM, Microsoft и Intel, активно разработват квантови компютри, които използват законите на квантовата физика, за да обработват информация по съвсем различен начин от компютрите, които познаваме. За сравнение – през 2019 г. квантов компютър на Google за 200 секунди задача, която би отнела над 10 000 години на класически компютър.
Ефектът, който се очаква от разработването на квантовите компютри, често се сравнява с преход от броенето на пръсти към използването на съперкомпютър.
Вместо да работят само с нули и единици обаче, тези „суперкомпютри“ могат да изчисляват много възможности едновременно, което би им позволило да решават изключително сложни задачи, които са непостижими за машините днес.
Комерсиализацията на технологията обаче е предизвикателство, защото изисква специални условия, като изключително ниски температури и пълна защита от външни смущения.
Предполага се, че разработването на подобен суперкомютър в пълен мащаб ще допринесе за създаването на нови лекарства и по-високи цифрови технологии.
About the Author
