Stebina tai, jog perduoti informaciją tūkstančius kilometrų skaiduliniu optiniu kabeliu yra kur kas paprasčiau nei tą patį veiksmą patikimai atlikti vos kelių nanometrų atstumu kompiuterio grandinėje. Vis dėlto visai įmanoma, jog šis paradoksas galiausiai nebekels sunkumų – bent jau tuo nori tikėti Nacionalinio standartų ir technologijos instituto bei Merilendo universiteto Jungtinio kvantinio instituto tyrėjai, bendradarbiaujantys su kolegomis iš Harvardo universiteto.
Stebina tai, jog perduoti informaciją tūkstančius kilometrų skaiduliniu optiniu kabeliu yra kur kas paprasčiau nei tą patį veiksmą patikimai atlikti vos kelių nanometrų atstumu kompiuterio grandinėje. Vis dėlto visai įmanoma, jog šis paradoksas galiausiai nebekels sunkumų – bent jau tuo nori tikėti Nacionalinio standartų ir technologijos instituto bei Merilendo universiteto Jungtinio kvantinio instituto tyrėjai, bendradarbiaujantys su kolegomis iš Harvardo universiteto (JAV).
Mokslininkai, atlikę tyrimą, teigia, jog jų darbas gali ne tik padėti sukurti veiksmingesnius kompiuterių procesorius, bet ir pateikti įžvalgų apie ypač keistą kvantinio pasaulio reiškinį, kuris vadinamas kvantiniu Holo efektu. Šis efektas paprastai stebimas dvimatėje elektronų sistemoje esant žemai temperatūrai ir stipriam magnetiniam laukui. Iš pirmo žvilgsnio nepanašu, jog tai būtų kažkas ypatingo, tačiau už šio reiškinio glūdinti fizika yra ganėtinai sudėtinga, tad už jos tyrimus jau paskirtos trys Nobelio premijos – ir tai dar ne pabaiga.
Dailininko piešinys, vaizduojantis galimą fotonų vėlinimo įrenginį, kuris būtų panaudotas ateities fotoniniame mikroluste. Paprastai tokiuose įrenginiuose montuojama viena rezonatorių eilė, tačiau keliolika eilių leistų fotonams surasti alternatyvių trajektorijų, padėsiančių išvengti fizinių defektų.
Prieš kelis dešimtmečius pasirodžiusios optinės skaidulos leido įgyvendinti keliolikos nepriklausomų itin didelio atstumo telefoninių pokalbių idėją, tam panaudojant vieną stiklaskaidulį kabelį, kuriuo be didesnių tarpusavio trikdžių gali skrieti didžiuliai informacijos kiekiai.
Ironiška tai, kad nusiųsti fotonus į kitą miestą arba netgi per visą vandenyną yra kur kas paprasčiau, nei juos nukreipti į tikslas vietas itin trumpais atstumais, pavyzdžiui, kelis šimtus nanometrų. Tai apsunkina fotonų kaip informacijos nešėjų panaudojimą kompiuterių lustuose.
„Susiduriame su sunkumais, kai pabandome fotonus panaudoti mikrograndinėse, – pasakoja fizikas teoretikas Džeikobas Teiloras (Jacob Taylor) iš Jungtinio kvantinio instituto. – Viso to priežastis yra mažyčiai medžiagų, iš kurių pagaminti lustai, defektai. Jie sugeba taip nukreipti fotonus, kad signalas tiesiog iškraipomas.“
Šie defektai kelia ypač daug sunkumų, kai jų būna fotonų vėlinimo įrenginiuose, kurie sulėtina fotonus, kad šių pernešama informacija būtų panaudota tada, kuomet jos prireiks lustui. Vėlinimo įrenginiai paprastai yra konstruojami iš vienos mažyčių rezonatorių grandinės, tad čia pasitaikantys defektai gali sugadinti fotonų srauto pernešamą informaciją. Visgi tyrėjų komanda pastebėjo, jog keliolikos rezonatorių grandinių sistema leidžia fotonams ganėtinai nesudėtingai apeiti defektus.
Kadangi vėlinimo įrenginiai yra itin svarbi kompiuterinių grandinių dalis, alternatyvių trajektorijų metodas gali padėti įveikti sunkumus, su kuriais susiduria fotoninių lustų kūrėjai. Kaip teigia pirmasis straipsnio autorius Mohamedas Hafezis (Mohammad Hafezi), nors toks pritaikymas būtų puikus pasiekimas, nereikia pamiršti, jog tas pats metodas turėtų tikti ir kvantinio Holo efekto tyrimams. Tai svarbu žvelgiant iš mokslinės pusės.
„Fotonai šiuos įrenginiuose pasižymi ta pačia interferencija, kuri būdinga kvantinio Holo efekto veikiamiems elektronams, – teigia mokslininkas. – Tikimės, kad šie įrenginiai leis mums išvengti kai kurių sunkumų, tad visą fiziką galėsime stebėti tiesiogiai, o ne taikydami tam tikras analogijas.“
