VILÁGGAZDASÁG - ÜZLETI NAPILAP 2001.09.28.
Centiket haladt a kvantumfizika
Egy dán kutatócsoportnak először sikerült két, egymástól fizikailag elkülönített atomfelhő között lézeres összeköttetéssel úgynevezett kvantumos összefonódást létrehoznia. A kísérlet sikerét jelentős lépésnek tartják a kvantumkommunikációs rendszerek és a teleportálás jövőjében bízók. (A tárgyak átvitelére utaló szó jelen esetben nem pontos, de a szakma még adós a helyes kifejezéssel -- a szerk.)
A közfelfogás az
atomokat ma leginkább biliárdgolyókhoz hasonló szilárd, stabil
képződménynek tartja, a kvantumelmélet szerint viszont korántsem
ennyire konkrét elemekről van szó. Az atomok ugyanis rábírhatók
arra, hogy a köztük lévő távolság ellenére úgy kerüljenek
kapcsolatba egymással, hogy közben összefonódásos állapot jön létre.
Ha két összefonódott atom közül az egyikről sikerül információt
szerezni, akkor az a másikra is utal, és ezzel megváltozik az egész
rendszer -- magyarázza a Világgazdaság érdeklődésére a
kvantumkorrelációnak nevezett jelenséget Diósi Lajos, a KFKI Részecske- és Magfizikai Kutató Intézet
fizikusa.
Ezt néhány atommal már el tudták érni eddig is,
Eugene Polzik és társai azonban most két, teljesen elkülönített
céziumfelhőt kötöttek össze lézernyalábbal. Diósi Lajos szerint a
kísérlet legnagyobb újítása az, hogy a kvantumos jelenséget az
eddigi, kizárólag mikroszkopikus méretektől a laikusok számára is
kézzelfoghatóbb tartományok felé sikerült elmozdítani. Az
összefonódott két céziumfelhőt ugyanis néhány centiméterre
eltávolították egymástól. Korábban már sikerült összefonódott
fotonokat több kilométerre szétválasztani, az atomok esetében
viszont ez sokkal nehezebb. Ahogy a szakember mondja, az egymással
összefonódott súlytalan fotonok egy száloptikás rendszeren belül
fénysebességgel azonnal eltávolíthatók egymástól, az atomok között
létrehozott kapcsolat azonban rendkívül sérülékeny, és a fizikai
szétválasztáskor könnyen megszakad.
Az aarhusi egyetem
kutatói a kapcsolatot lézernyalábbal oldották meg: a két
céziumfelhőt paraffinnal bevont külön edényekbe helyezték, és a
külső behatások kiiktatására mágneses pajzzsal vették azokat
körül.
A dán egyetem eredményei nagy nemzetközi visszhangot
váltottak ki. Polzik szerint a kísérlet bizonyítja, hogy lézeres
összeköttetéssel a jövőben a mainál is távolabbra vihetők egymástól
az összefonódott minták, és mindez akár szobahőmérsékleten is
kivitelezhető. Fontos eredménynek tartja Polzik azt is, hogy ha nem
is a teljes, de a részleges összefonódás állapotát már a másodperc
ezredrészének a feléig sikerült fenntartani, ami kvantumfizikai
szempontból jelentős idő. Az ausztriai Innsbruckban hasonló
kutatásokat végző Ignacio Cirac szerint mostantól kezdve viszonylag
könnyűvé válik az egyes atomoknál nagyobb minták összefonódásának
létrehozása vagy azok állapotának teleportálása.
Diósi Lajos
elmondta, a kvantumfizikai kutatások egyelőre erősen elméleti síkon
mozognak, vagyis az eredmények jövőbeni gyakorlati felhasználását
nehéz megjósolni. A kutatók elméletei szerint az információ
kvantumszerű tárolása, kódolása és továbbítása ma még szinte
elképzelhetetlen teljesítménybeli és minőségi ugrást hoz. Az
elképzelések szerint a felhasználásnak csak akkor van értelme, ha a
mai, bitekre épülő információkezelési eljárásokat teljes egészében
kvantumjelenségekkel váltják fel. Nem elég tehát csak újszerűen
tárolni az információt, hanem azt kvantumállapotban célszerű
használni is.
A fizikus szerint az adattárolás és -titkosítás
terén van arra esély, hogy akár 5-10 éven belül megjelenjen a
kvantumtechnológia. A fejlett országokban ezért a helyi távközlési
és informatikai cégek hathatós anyagi segítségével ma már verseny
folyik az új technológia bevezetésének elsőségéért. A nagyobb
társaságok felismerték, hogy viszonylag kis befektetéssel olyan
fejlesztéshez kapcsolhatják nevüket, melynek esetleges sikere később
busásan megtéríti a mai kiadásokat. A kvantumfizikai alkalmazott
kutatások ráadásul csak a közepesen tőkeigényes tudományos
programokhoz tartoznak, ezt a lehetőséget pedig már több, viszonylag
korlátozott forrással bíró ország is felismerte. A mostani dán
kísérlet jó példa arra, hogy az alapvetően elméleti fizikai
állítások gyakorlati bemutatására szánt erőfeszítések a megszerzett
hírnévvel fizetődnek ki. A nyugat-európai államok közül ezért Dánia
mellett Ausztria és Svájc jár a fejlesztések élén. A KFKI berkein
belül viszont csak elméleti munka folyik, a szakma hazai
képviselőinek eddig nem sikerült nyugati szomszédainkhoz hasonló
együttműködést kialakítani.