Открића

Кад атоми мисле

Поводом Нобела 2012. за физику, подсећамо се једног филозофског питања које води до нове квантне технологије рачунања

 

Текст: Марија Николић

Чекајте, зар није цела поента квантне механике у томе да је немогуће знати које је право стање појединачних честица? Зар те честице нису заправо таласи? Или је мачка и жива и мртва? Већ је ово било довољно да ваш мозак уђе у квантно стање: стање образованог и незналце истовремено.

Непостојана као балончићи од сапунице, својства квантних честица су склона да нестану чим физичари покушају да их измере. Међутим, могуће је направити неку врсту огледала у ком ће се те карактеристике ипак оцртати. Управо су за то Серж Арош са Француског колеџа из Париза, и Дејвид Вејнленд са Националног института стандарда и технологије у Булдеру, Колорадо, поделили Нобелову награду за физику.

Како је то одбор Нобеловог комитета саопштио, овогодишња Нобелова награда је додељена двојици научника за „револуционарне експерименталне методе које омогућавају директну манипулацију квантних система“.  Да видимо шта то тачно значи.

СТАЊЕ ИЛИ НИЈЕ СТАЊЕ

Оба научника су радила у области квантне оптике; што значи да су њих двојица успели да гледају у врло мале честице, као што су фотони, и да притом одреде њихова квантна стања.

Њих двојицу везује повезан али ипак одвојен рад: Арош је одбијао светлосне честице између огледала како би испитао њихове квантне карактеристике, док је Вејнленд правио замке за наелектрисане атоме и помоћу светлосног ласера покушавао да контролише ове честице.

Открића на којима се заснивају ови екперименти су већ коришћена у развоју ултрапрецизних атомских часовника и вероватно ће много више и брже допринети развоју квантних рачунара, за разлику од тренутне технологије базиране на електронима.

Као и Вејнленд, Арош је користио свој експериментални систем да креира квантна стања инспирисана чувеним парадоксом Шредингерове мачке, у ком квантни систем постоји у суперпозицијама два различита стања (мачка је и жива и мртва), док се мерење не заврши и систем се не разреши у једно од два могућа стања. Арошијев тим је 2008. описао стварање неколико верзија ових стања снимајући притом видео њиховог преласка из квантног у свакодневни свет.

КВАНТНО РАЧУНАЊЕ

Квантно рачунарство је једна од најзанимљивијих ствари која се данас дешава у науци, али је уједно и једна од најкомпликованијих ствари о којој се може говорити. Квантно рачунарство повезује два поља научног истраживања: квантну физику, која је многима тешка за разумевање, и рачунање, које је, будући да је ова година у знаку Алана Тјуринга, коначно добило мало пажње. У суштини, циљ је да се направи невиђено мали компјутер. Чак и средњошколци данас знају да се физички закони који владају објектима нормалне величине разликују од физичких закона који важе за оне врло, врло мале.   

У случају да сте пропустили, квантно рачунање је засновано на врло дубокој идеји: да је читав свет једна врста компјутера. Сада, када програмирамо наше рачунаре, ми програмирамо машине које се понашају на вештачки начин, према законима које смо уградили у њих. Мада, све више научника данас мисли да је могуће рачунати на много природнији и приснији начин – програмирањем појединачних атома да сами решавају задатке користећи оно што се зове „истински закони физике“. 

Употреба овакве врсте рачунања је и даље, из најразличитијих побуда, најпримамљивија владама, које иначе и највише финансирају развој ове технологије како би дешифровале кодове, које је немогуће дешифровати помоћу данашњих компјутера.  

Али, шира примена квантних рачунара је свакако једнако примамљива. Замислите да свако од нас поседује један лични квантни рачунар, а да притом разумемо његов рад и, наравно, умемо да га користимо. Али тим се питањем улази у једно ново поље, један паралелни свет, баш по принципу квантне механике.

Да ли је квантно рачунање уопште питање физике? Или питање рачунарства? Или можда филозофије? Остајући у чисто квантно-теоријском стилу, рекли бисмо да су све три опције истовремено истините. Уколико то заиста тако функционише, то иде у прилог онима који верују у интерпретацију квантне теорије мултиверзума – идеје да су све могуће опције заправо чињенице у паралелним универзумима, који су једнако стварни као и овај наш. 

 

ТРАГОМ НОБЕЛА

У првоj половини октобра, дан за даном, додељују се Нобелове награде за медицину, физику, хемиjу, књижевност и мир, као врхунско признање творцима идеја које су промениле свет. Каква су достигнућа Нобелових лауреата, како се до њих дошло, шта представљају и коме су намењена?

Истражите више о НОБЕЛОВИМ НАГРАДАМА.

ОТКРИЋА

Свакога дана се у свету објави више хиљада нових открића. Која од њих су заиста битна? Која мењају научну парадигму? И како разумети шта се заправо дешава на научним фронтовима?

Истражите текстове из рубрике ОТКРИЋА.

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs