Kvantinės technologijos: Vokietijos kelias į skaitmeninę revoliuciją!

Kvantinės technologijos: Vokietijos kelias į skaitmeninę revoliuciją!

Kvantinė fizika vis labiau atranda kelią į visuomenės suvokimą ir technologijų plėtrą. Patrick Emonts ir Dr. Johannes Knörzer knyga „Kvantinė ateitis – paprasčiausiai paaiškinta kvantinė fizika ir kvantinės technologijos“, kurią išleido Springer-Verlag, siūlo išsamią šios sudėtingos temos apžvalgą. 307 knygos puslapiai yra specialiai skirti plačiajai visuomenei ir apima tiek kvantinės fizikos pagrindus, tiek šiuolaikinių kvantinių technologijų galimybes ir iššūkius.

Autoriai, abu patyrę fizikai, pasitelkia savo didelę patirtį. Dr. Emontsas vadovauja Ulmo universiteto tyrimų grupei nuo 2025 m. balandžio mėn., o daktaras Knörzeris ETH Ciuriche tyrinėja nuo 2022 m. Prie knygos pridedama garsios profesorės Susanne Yelin iš Harvardo pratarmė ir pateikiama ne tik mokslinis pagrindas, bet ir aiškumas, leidžiantis skaitytojams, neturintiems specialių žinių, suprasti pagrindą.

Pagrindinis turinys ir technologijos

Vienas iš pagrindinių knygos ir susijusios mokslo komunikacijos tikslų yra supažindinti skaitytojus su keturiomis pagrindinėmis šiuolaikinių kvantinių technologijų sritimis:

• Quantencomputing
• Quantensimulation
• Quantenkommunikation
• Quantenmetrologie

Šios technologijos yra ne tik mokslo pasiekimai, bet ir potencialas iš esmės pakeisti pramonę ir visuomenę. Šiame kontekste Federalinė ekonomikos ministerija paskelbė, kad kvantinių technologijų plėtrą rems 878 mln.

Kvantinės komunikacijos pažanga yra nuostabi. Kinija yra laikoma šios srities pradininke, turinti 2000 kilometrų šviesolaidinį tinklą, leidžiantį atlikti kvantinę kriptografiją, ir įgyvendinti pirmąją kvantinę kriptografiją apsaugotą vaizdo konferenciją. Sąvoka „kvantinė viršenybė“ apibūdina augantį kvantinių kompiuterių gebėjimą spręsti konkrečias problemas greičiau nei tradiciniai kompiuteriai. Ši technologija galėtų padaryti proveržį per dešimt metų ir pranokti klasikinius kompiuterius.

Praktiniai pritaikymai ir ateities vizijos

Dabartinė kubitų būklė kvantiniuose procesoriuose svyruoja nuo kelių dešimčių iki šimtų. Tačiau norint pasiekti reikšmingą pažangą, reikia milijonų kubitų. Automobilių pramonė, įskaitant tokias kompanijas kaip BMW ir Volkswagen, šiuo metu vertina kvantinių kompiuterių naudojimą ir kuria tinkamus algoritmus. Tai rodo, kad kvantinė fizika ir su ja susijusios technologijos nebėra teorinis mokslas, bet vis dažniau randa praktinio pritaikymo.

Komercinės kvantinės kriptografijos sistemos buvo prieinamos jau 15 metų, o vienas iš pagrindinių kvantinės komunikacijos pritaikymo būdų yra nepriekaištingi ryšio kanalai. Taip pat buvo sukurti labai jautrūs jutikliai ir tikslūs laikrodžiai, kurių kilmė kilo iš kvantinių technologijų atradimų.

Kvantinį pavyzdinį projektą ES Komisija pradėjo 2018 m., siekdama investuoti kelis milijardus eurų į šių technologijų propagavimą. Vokietija taip pat paskelbė „Kvantinio skaičiavimo veiksmų planą“ ir per ateinančius dešimt metų planuoja tapti pasauline kvantinio skaičiavimo ir kvantinio jutimo lydere.

Apskritai akivaizdu, kad fundamentalių tyrimų rezultatai kvantinės fizikos ir kvantinių technologijų srityje tampa vis svarbesni ne tik mokslininkams ir technikai, bet ir plačiajai visuomenei. Šių technologijų galimybių plėtra ir diskusijos ateinančiais metais vaidins pagrindinį vaidmenį.

Norėdami išsamiai aptarti kvantinės fizikos ir technologijų temas, skaitykite dr. Patricko Emontso ir dr. Johanneso Knörzerio knygą, kuri kiekvienam suteikia pagrįstą pagrindą geriau suprasti šį žavų mokslą. Daugiau informacijos apie dabartinius pokyčius ir programas rasite adresu Deutschlandfunk ir patrickemonts.com.