Οι γητευτές του κβαντικού κόσμου

Οι προσπάθειες δύο επιστημόνων, ενός Γάλλου και ενός Αμερικανού, να ανοίξουν τον μακρύ ακόμα δρόμο για τη δημιουργία των κβαντικών υπολογιστών επιβραβεύτηκαν χθες με το Νομπέλ Φυσικής για το 2012. Οι επιστήμονες, 68 χρονών και οι δύο, εργαζόμενοι χωριστά, ανακάλυψαν στα εργαστήριά τους μεθόδους για να μελετούν τις παράξενες ιδιότητες του κβαντικού κόσμου.

Η ερευνητική εργασία των Σερζ Αρός και Ντέιβιντ Γουάινλαντ οδήγησε στην κατασκευή ρολογιών εκπληκτικής ακρίβειας και παράλληλα βοήθησε άλλους επιστήμονες να κάνουν τα πρώτα βήματα για τη δημιουργία ταχύτατων ηλεκτρονικών υπολογιστών.

Σύμφωνα με τη Βασιλική Ακαδημία Επιστημών της Σουηδίας που τους απένειμε το βραβείο, οι δύο επιστήμονες άνοιξαν την πόρτα για τη διενέργεια νέων πειραμάτων στο πεδίο της κβαντικής φυσικής. Αυτό το πέτυχαν ανακαλύπτοντας μια μέθοδο για την παρατήρηση μεμονωμένων κβαντικών σωματιδίων χωρίς να τα καταστρέφουν.

Η επίτευξη μιας τέτοιας μεθόδου παρατήρησης και κατανόησης των ιδιοτήτων αυτών των σωματιδίων εθεωρείτο αδύνατη παλαιότερα. Και αυτό επειδή τα σωματίδια μόλις αλληλεπιδρούν με τον «έξω κόσμο» χάνουν τις ιδιότητές τους.

Το κβάντο είναι ένα σωματίδιο που έχει απομονωθεί από οτιδήποτε άλλο γύρω του. Ευρισκόμενο σε μια τέτοια κατάσταση, ένα άτομο, ένα ηλεκτρόνιο ή ένα φωτόνιο προσλαμβάνει παράξενες ιδιότητες. Μπορεί για παράδειγμα να βρίσκεται την ίδια στιγμή σε δύο διαφορετικές περιοχές. Η συμπεριφορά του σε ορισμένες περιπτώσεις θα μπορούσε να παρομοιαστεί με εκείνη του κύματος. Ομως, αυτές οι ιδιότητες παύουν να υφίστανται όταν τα κβάντα αλληλεπιδρούν με κάτι άλλο, όπως συμβαίνει όταν κάποιος τα παρατηρεί.

Οι δύο επιστήμονες, όπως ανακοίνωσε η Σουηδική Ακαδημία, ανέπτυξαν ευφυείς εργαστηριακές μεθόδους, οι οποίες τους επέτρεψαν να διαχειριστούν και να μελετήσουν τα κβάντα. Ετσι, «οι ανατρεπτικές τους μέθοδοι ώθησαν την έρευνα στο πεδίο αυτό ώστε να πραγματοποιηθούν τα πρώτα βήματα για την κατασκευή ταχύτατων υπολογιστών βασισμένων στην κβαντική φυσική», ανέφερε η Ακαδημία. Ο Σ. Αρός είναι καθηγητής στο Κολέγιο της Γαλλίας και στην Εκόλ Νορμάλ Σουπεριέρ και ο Ντ. Γουάινλαντ στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας των ΗΠΑ και στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο.

Οταν από την Ακαδημία τηλεφώνησαν στον Αρός για να του πουν ότι του απονέμεται το βραβείο, εκείνος βρισκόταν στον δρόμο πηγαίνοντας βόλτα με τη σύζυγό του. «Ευτυχώς που εκείνη τη στιγμή περνούσα δίπλα από ένα παγκάκι και πρόλαβα να καθήσω», εξομολογήθηκε στη συνέντευξη Τύπου που ακολούθησε. «Είναι συγκλονιστικό συναίσθημα». Πρόσθεσε ότι η δουλειά του στο πεδίο της κβαντικής φυσικής θα μπορούσε εντέλει να οδηγήσει σε αφάνταστα γρήγορους ηλεκτρονικούς υπολογιστές και σε ακόμη πιο ακριβή συστήματα γεωεντοπισμού. «Μπορείς να κάνεις πράγματα που δεν προβλέπονται από τους νόμους της κλασικής φυσικής», είπε στο Ασοσιέιντετ Πρες.

Σε έναν σημερινό ηλεκτρονικό υπολογιστή, οι πληροφορίες αναπαρίστανται σε «μπιτς», καθένα από τα οποία αντιστοιχεί στο μηδέν ή στο ένα. Στην περίπτωση όμως που γινόταν εφικτή η κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή, το μηδέν και το ένα θα αντιπροσωπεύονταν ταυτόχρονα από ένα κβάντο. Εφόσον οι επιστήμονες επιτύχουν να κάνουν τα κβάντα να συνεργάζονται μεταξύ τους, ορισμένοι υπολογισμοί θα μπορούν να διεκπεραιώνονται με απίστευτη ταχύτητα.