Фарберович Олеся
магистр журналистики
Южный федеральный университет (Россия)
Southern Federal University (Russia)
ladyovlada@yandex.ru
Заявление известного американского физика-теоретика Ричарда Фейнмана в середине прошлого века о том, что мир малых частиц изменит жизнь человека, казалось выдумкой и фантазией фанатичного ученого. Невозможно было даже представить, что мельчайшие конструкции станут серьезной заменой мощных механизмов и огромных приборов. Что они помогут сохранить здоровье и долголетие. Что действительно станут неотъемлемой частью современного человека. Все слова с приставкой «нано-», которые мы слышим сегодня повсюду, на самом деле раскрывают малоизученный, невидимый невооруженному глазу мир, иногда еще пугающий своей непонятностью. Ну что же, попробуем разобраться. Как произошедшее от греческого слова «карлик» и означающее одну миллиардную часть чего-либо, один нанометр или 10-9 открывает большие возможности для полноценной жизни людей.
На базе Южного федерального университета города Ростова-на-Дону действует Международный научно-исследовательский центр «Интеллектуальные материалы». МИЦ располагает лабораторией спинтроники, фотоники и квантовых компьютеров, которой руководит главный научный сотрудник, приглашенный профессор Тель-Авивского университета, доктор физико-математических наук Фарберович Олег Вениаминович. В задачи лаборатории входит: изучение элементной базы квантового компьютера и произведение точных расчетов. Что это такое? При чем здесь нано-? На основе нанотехнологий и создается та самая элементная база. Она состоит из ограниченного числа атомов. Специалист этой области должен знать основы квантовой физики и химии, то есть дисциплин, изучающих взаимодействие отдельных атомов друг с другом. В обычном компьютере взаимодействуют электронные схемы, поэтому есть ограничения в скорости вычисления и памяти хранения. Поэтому встал вопрос о создании так называемых квантовых компьютеров, у которых нет таких ограничений. «Дело в том, что все компьютеры, которые сейчас используются, это так называемые вычислительные устройства, построенные на принципах классической механики. То есть у вас есть единица информации — бит, которая бывает нулем или единицей. За счет особенностей квантовой механики вычислительные устройства, построенные на её законах, обладают удивительнейшими свойствами. Это и ноль, и единица одновременно. Соответственно, для двух битов у вас уже не одно из четырех состояний, а четыре состояния одновременно. Таким образом, при помощи таких устройств мы можем решать задачи, которые, даже не думали решать до этого»,- поясняет студент 3 курса физического факультета, лаборант Центра «Интеллектуальные технологии», Вячеслав Грицаенко.
Квантовый компьютер создается на основе квантового алгоритма. Например, условно можно представить его в виде калькулятора, который будет работать на основе трех атомов, а не набора электронных схем. Вычисление будет происходить со скоростью света. На первый взгляд, это фантастика, но физики-теоретики лаборатории Центра, которые занимаются расчетом для создания такого прибора, верят в подобную возможность. В настоящее время лаборатория спинтроники, фотоники и квантовых компьютеров Центра рассматривает атомы никеля и кобальта как элементную базу таких машин будущего.
Каково же практическое применение? С помощью квантовых компьютеров возможна высокоэффективная технология безопасности. Вячеслов разъясняет далее: «Сейчас самой продуктивной считается система защиты, в которой вместе с какими-то данными отправляется ключ. Ключ – сложное число, состоящее из двух простых. На приёме, для того, чтобы посмотреть информацию, нужно это сложное число разбить на произведение этих двух простых. Если сложное число состоит из 1000 знаков, то для того, чтобы расшифровать его нам потребуется 2^200 секунд. Такое количество действий ни один современный компьютер не осилит. Потребуется несколько лет, чтобы расшифровать, да и информация уже будет устаревшей и, соответственно, никому не нужной».
Невольно всплывает вопрос: о чем же мечтает квантовый физик? «Обойти проблему декогеренции», — улыбаясь, сразу отвечает молодой ученый Вячеслав. А затем объясняет: « Дело в том, что квантовый компьютер при всех своих плюсах имеет один огромный минус — квантовые свойства очень хрупки. Малейшее взаимодействие разрушает их. И мы получаем из квантовой системы классическую. Если удастся это решить, то мы получим стабильный квантовый компьютер. Собственно, над этим сейчас бьются ученые. Естественно, я мечтаю обойти эту проблему, предложить свое решение и получить стабильно работающую модель квантового компьютера».
В науку верят, прежде всего, сами ученые. Они поглощены своими исследованиями. Они словно живут вне времени, веря в то, что скоро нечто станет такой же потребностью в обыденной жизни, как теперь телефон, автомобиль, Интернет. А скоро и квантовый компьютер? Что же остается делать нам? Нам надо верить в наших ученых, которые двигают науку. В то, что наука и государство разумно используют изобретение нового поколения. Верить в то, что некая малая частица, которую называют 10,-9 поможет сохранить нашу огромную Вселенную. Ибо, как точно когда-то подметил выдающийся советский физик-теоретик Д. И. Блохинцев, «создание квантовой теории свидетельствует об исключительной силе человеческого разума, сумевшего обнаружить в кажущемся хаосе микроявлений поразительные по своей общности и красоте закономерности».
Иллюстрация: YouTube
