Znanost in tehnologija
Ocena novice: Vaša ocena:
Ocena 5.0 od 28 glasov Ocenite to novico!
Institut Jožef Stefan
IJS je eden največjih raziskovalnih institutov v državi. Foto: IJS/Marjan Smerke
       Zdaj, ko vemo, da ti anyoni obstajajo, je treba z njimi nekaj narediti, začeti z njimi manipulirati, kar nas bo zaposlovalo naslednje desetletje.       
 Martin Klanjšek, vodja raziskovalne skupine odseka za fiziko trdne snovi na IJS-ju

Dodaj v

Raziskovalci IJS-ja potrdili obstoj delcev, o katerih je razmišljal že Nobelov nagrajenec

Korak naprej pri kvantnem računalništvu?
9. maj 2018 ob 16:29
Ljubljana - MMC RTV SLO, STA

Raziskovalci IJS-ja so potrdili štiri desetletja stara razmišljanja Nobelovega nagrajenca Franka Wilczka o nenavadnih delcih, ki naj bi poleg že znanih fermionov in bozonov obstajali v naravi.

Skupina slovenskih fizikov je skupaj s sodelavci iz Švice potrdila obstoj dveh vrst nenavadnih anyonskih kvazidelcev v posebni vrsti kvantnega magneta, rutenijevega triklorida. O obstoju teh delcev so poročali v prestižni reviji Nature Physics.

Ker so anyoni zelo stabilni delci, odkritje slovenskih fizikov predstavlja korak proti uresničitvi topološkega kvantnega računalnika, ki po navedbah Instituta Jožefa Stefana (IJS) predstavlja sveti gral tehnologije prihodnosti.

Tovrsten kvantni računalnik po besedah vodje raziskovalne skupine odseka za fiziko trdne snovi na IJS-ju Martina Klanjška že izdeluje Microsoft, a na podlagi drugačne vrste anyonov, ki so v nasprotju z anyoni raziskovalcev IJS-ja težje dostopni. "Želimo si, da bi s tem člankom rutenijev triklorid postal realna alternativa za osnovo topološkega kvantnega računalnika," je za STA povedal Klanjšek.

Martin Klanjšek, Nejc Janša, Andrej Zorko, Matjaž Gomilšek, Matej Pregelj.
Sodelavci IJS-ja, ki so sodelovali pri raziskavi


Kateri koli ...

Pred štirimi desetletji je Nobelov nagrajenec Frank Wilczek razmišljal o nenavadnih delcih, ki ne bi bili niti fermioni niti bozoni, ampak kar koli vmes, angleško "any", zaradi česar jim je nadel ime anyoni. Vsi doslej v naravi zaznani delci namreč pripadajo bodisi skupini fermionov bodisi bozonov.

Nove delce je, razen v naravi, kjer so lahko prosti, mogoče iskati tudi v snovi. Ker v tem primeru niso prosti, ampak so vezani na snov, jim pravimo kvazidelci.

Rusko-ameriški fizik Alexei Kitaev (Aleksej Kitajev) je leta 2006 v izjemno odmevnem članku napovedal, da bi lahko anyonski kvazidelci obstajali v posebni vrsti ravninskega kvantnega magneta s šestkotno mrežo.

Nekaj doslej znanih primerov takšnega kvantnega magneta je raziskovalcem uspelo ustvariti šele v zadnjih letih. Najobetavnejšega med njimi, rutenijev triklorid, so fiziki po svetu zavzeto proučevali zadnja tri leta, predvsem zato, da bi lahko prvi potrdili ali ovrgli obstoj anyonov.

Ostra bitka
Kot je dejal Klanjšek, je šlo za zelo ostro bitko, v katero se je pred enim letom vključila tudi skupina slovenskih fizikov, ki ji je potrditev obstoja anyonov v rutenijevem trikloridu uspela. Po navedbah IJS-ja jim je potrditev uspela, ker so "rezultate svojih meritev znali razumeti na povsem nov in dotlej neuporabljen način".

Po uspešnem dokazu teh nenavadnih delcev raziskovalci že načrtujejo nove raziskave. "Zdaj, ko vemo, da ti anyoni obstajajo, je treba z njimi nekaj narediti, začeti z njimi manipulirati, kar nas bo zaposlovalo naslednje desetletje," je pojasnil Klanjšek.

Za kaj bi lahko bili koristni
Anyoni so sicer privlačni predvsem zato, ker jih je mogoče med seboj zvezovati na enak način, kot je mogoče med seboj zvezovati vrvi, da nastanejo vozli. Ker so kvantni pojavi v splošnem zelo občutljivi na motnje, so vozli kot topološko stabilne tvorbe v kvantni fiziki zelo iskani. Še več, vozli imajo spomin in z njihovo pomočjo je mogoče izvajati kvantne logične operacije.

Zaradi te svoje stabilnosti so anyoni pomembni za razvoj kvantnega računalništva. Vozel namreč lahko uporabijo kot bit informacije. Takšen bit bo obstojen in s časom ne bo razpadel. Glavna težava kvantnega računalništva je namreč ravno neobstojnost kvantnih stanj pri končnih temperaturah in pri slabi izolaciji kvantnega sistema od okolice.

Al. Ma.
Prijavi napako
Komentarji
pascal
# 10.05.2018 ob 12:35
@overborder Kot pravi @Homer. je kvantni računalnik le stroj, nič drugega. Že navadni računalniki so povsem dovolj zmogljivi za zbiranje in nadzor informacij (glej npr. kaj počnejo NSA, GCHQ in podobni). Niso pa dovolj zmogljivi za praktične izračune kemijskih reakcij v medicini in lastnosti materialov, kjer pa bi bil kvantni računalnik neprimerljivo bolj zmogljiv. S kvantnim računalnikom bi lahko izjemno pospešili razvoj novih zdravil (za različne bolezni, tudi za raka), dobili veliko boljše razumevanje proteinov in genetike, veliko hitreje našli materiale z uporabnimi lastnostmi (kot npr. superprevodnike, ki bi delovali morda tudi pri sobni temperaturi) in še in še. Razvoj kvantnega računalnika bi bil izjemen korak naprej v razvoju naše družbe, primerljiv z napredkom družbe ob razvoju klasičnega računalnika. Res ni potrebe po izpostavljanju zgolj morebitnih negativnih plati takega razvoja, ko pa je skorajda zagotovljenih pozitivnih plati toliko več. Čestitke raziskovalcem, da so nas popeljali korak bližje tej svetli kvantni prihodnosti!
RenatoP
# 09.05.2018 ob 22:35
Sl4afko, lazje je najti ce ves kaj in kje iskati...
Homer.
# 10.05.2018 ob 09:12
@overborder
kvantni računalnik je samo stroj, ki izvaja tisto kar mu človek programira, resda pa deluje hitreje kot današnji računalniki. Lahko bo zelo primeren za samovozeča vozila, kjer se bo hitro odzival na dogajanja v prometu. Ni pa to inteligenca, ampak odziv na dogajanja.
Od tu, pa do zavesti o obstoju in samostojnem delovanju in odločanju, pa je ogromen korak......
Space Voyager
# 10.05.2018 ob 08:30
Ali ne bi počasi odkrili še tahionov?! Potem pa "Warp nine!" ;)

Priznam, da je fizika majhnih delcev že dolgo prezahtevna, da bi jo lahko jaz kot laik spremljal, pa me je fizika vedno zelo zanimala. Bozoni, fermioni, kvarki, barioni, hadroni, kvazidelci, virtualni delci... KAJ?
jkjkjkjk
# 09.05.2018 ob 20:10
Čestitke!
dejko
# 09.05.2018 ob 21:42
samo kapo dol
overborder
# 10.05.2018 ob 08:48
Samo predstavljajte si zmogljivost takšnega kvantnega računalnika in njegove uporabnosti za npr. svetovni nadzor informacij in posledično ljudi s strani kakšne obveščevalne službe; ali pa za napredek v smeri umetne inteligence, ki v svoji avtonomnosti ne bi več ustrezala človeškim pričakovanjem ...
In kot rečeno, Microsoft že razvija takšen računalnik. V nekaj letih/desetletjih bo to nova tehnologija.
Lunatix
# 09.05.2018 ob 23:37
Človek@

Zelo razumno vprašanje!
Toda vemo kako se naši voditelji grebejo za dobrobit slovenske družbe....Upam da so kaj patentirali
Clovek
# 09.05.2018 ob 16:53
Čestitke raziskovalcem!

Imam pa pomembno vprašanje:

Koliko bosta Microsoft in Google, ki tudi delay svoj kvantni računalnik, plačala v slovenski proračun, ker slovensko gospodarstvo financira bazične raziskave, iz katerih bosta čez pet let onadva delala enormne dobičke?

Ali druga oblika istega problema: zakaj je tako težko postaviti akademski motivacijski sistem, ki bo akademike nagrajeval za raziskave, od katerih ima korist slovensko gospodarstvo in družba, skozi izvoz tega znanja pa cel svet?
mb128
# 09.05.2018 ob 16:49
Čakaj malo, KVAZI delcev?! To vsaj zame pomeni da de facto niso delci, vsaj v nekem klasičnem, normalnem smislu ne! Kaj pa potem dejansko so?!
Sicer pa bravo znanost, bravo znanstveniki, bravo ISJ. Razkrili ste še en misterji zato go znanost go!
Sl4fko
# 09.05.2018 ob 22:18
Meni sam nekaj ni jasno...

Znanstveniki teoritizirajo po dolgem in počez o vedno novih delcih... Ki jih pozneje nekdo "potrdi".

Samosugestija? Ali z mislimi ustvarjamo tisto, kar želimo da bi obstajalo?!
Kazalo