Μιά κβαντική ανακάλυψη μπορεί να οδηγήσει σε ταχύτερα  chips υπολογιστών

Από σελίδα του CNN 27-Σεπτεμβρίου-2000

Χρησιμοποιώντας την μοντέρνα κβαντική φυσική, οι επιστήμονες έχουν προσδιορίσει πως μυστηριώδη σωματίδια του φωτός (περιπλεγμένα φωτόνια) θα μπορούν να συμπεριφέρονται με ένα τρόπο, που αλλάζει ριζικά τους συμβατικούς τρόμους της δημιουργίας περισσότερο ισχυρών τμημάτων των  computer, σύμφωνα με μελέτη Αμερικανών επιστημόνων από το Jet Propulsion Laboratory της NASA.

Ο Johathan Dowling, ερευνητής Φυσικός της NASA στο JPL και συνάδελφοι του από εκεί και από το Πανεπιστήμιο της Ουαλλίας δημοσίευσαν μία ανακοίνωση των ευρημάτων τους στο περιοδικό Physical Review Letters, στις 26 Σεπτεμβρίου. Συγκεκριμμένα ανακάλυψαν ότι ζεύγη των επονομαζόμενων πεπλεγμένων φωτονίων (ζεύγη φωτονίων που κάτω από συγκεκριμμένες συνθήκες αποτελούν ένα σύστημα), κατέχουν εσωτερικά χαρακτηριστικά, που θα επιτρέψουν στους κατασκευαστές να παράγουν chips που βρίσκονται πολύ μακριά από αυτά που επιτρέπουν οι τρέχουσες τεχνολογίες.

Οι τεχνικοί χρησιμοποιούν ρεύματα φωτονίων από λέιζερ για να χαράσσουν πάνω στα τσιπ πυριτίου τα transistor και τους 'δρόμους', μέσα από τους οποίους περνούν τα ηλεκτρικά σήματα που αντιστοιχούν στην επεξεργασία δεδομένων. Όσο πιό μικρό είναι το transistor τόσο περισσότερα χωρούν και τόσο πιό γρήγορα εργάζεται ένα chip. Η μέθοδος αυτή παρασκευής chips ονομάζεται φωτολιθογραφία.
Τα περισσότερα μοντέρνα chips έχουν transistors στο μέγεθος των 180 nanometers, περισσότερο από 400 φορές στενώτερα από ότι η ανθρώπινη τρίχα. Αλλά οι κατασκευαστές των chip δεν θα μπορούν να φτιάξουν chips μικρότερα των 124 nanometers, σύμφωνα με την κύρια αρχή της οπτικής που είναι γνωστή σαν κριτήριο του Rayleigh. Έτσι τα όρια των σημερινών τεχνικών βρίσκονται σε αυτή την περιοχή μεγέθους.
Θεωρητικά, αν χρησιμοποιηθούν τα πεπλεγμένα φωτόνια αντί για τα συμβατικά φωτόνια των laser, θα μπορούν να ξεπεράσουν οι τεχνικοί τα όρια των 124 nm, και να φτιαχθούν έτσι transistors μικρότερα από 64 nanometers. Τα πεπλεγμένα αυτά φωτόνια θα μπορούν να ταξιδεύουν μαζί και να συμπεριφέρονται σαν ένα μοναδικό φωτόνιο, αντί για δύο ξεχωριστά.
Αυτό οφείλεται στο ότι τα πεπλεγμένα φωτόνια έχουν ως σύστημα το μισό μήκος κύματος από ό,τι έχουν ως ατομικά σωματίδια - μία από τις παράδοξες συνέπειες των κβαντικών νόμων.
Οι νόμοι της κβαντικής φυσικής δεν επιτρέπουν, όμως, σε μια τέτοια περίπτωση να γνωρίζουμε τη διαδρομή που ακολουθεί το κάθε ξεχωριστό σωματίδιο, το οποίο μπορεί θεωρητικά ακολουθεί οποιαδήποτε διαδρομή.

Το φαινόμενο των πεπλεγμένων φωτονίων ήταν γνωστό αρκετά χρόνια, και έχει αποτέλεσμα να αλληλοεπηρεάζονται από μεγάλη απόσταση τα φωτόνια του ζεύγους, χωρίς να επιδρούν το ένα πάνω στο άλλο μέσω μιας φυσικής δύναμης

Η κβαντική μηχανική ασχολείται με τη φύση των ατομικών και υποατομικών σωματιδίων καθώς και με τα κύματα των στοιχειωδών σωματιδίων. Για παράδειγμα, οι θεωρητικοί φυσικοί της κβαντομηχανικής θεωρούν πως αναμεμιγμένα φωτόνια μπορούν να επηρεάσουν το ένα το άλλο, μια διαδικάσία που ο Albert Einstein καλούσε "στοιχειωμένη δράση από απόσταση.

"Η Κβαντική μηχανική θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε πολλές εφαρμογές των computers, συμπεριλαμβανομένου και του συγχρονισμού των ρολογιών. Αλλά  θέλουμε άφθονο χρόνο για να κάνουμε τα πειράματα αυτά," είπε Barbara  Wilson υπεύθυνη τεχνολογίας στο JPL στην Pasadena της California.