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.)         

                                                                                    Torontáli Zoltán

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.