Останніми роками, Сполучені Штати виділяють дедалі більше коштів на наукові розробки у різних сферах, від відновлювальної енергетики до досліджень ембріональних клітин, з яких, як вважається, можна виростити будь-які інші клітини організму людини. У переліку пріоритетних розробок є й конструювання комп`ютерів нового покоління, які працюватимуть на принципах квантової фізики і будуть у тисячі разів меншими і швидшими від сучасних комп`ютерів. Дослідженнями квантових процесів у Мерілендському університеті, що неподалік від Вашингтона, займається і молодий науковець з України.
З поміж студентів Університету штату Меріленд, що насолоджуються останніми теплими днями осені, не одразу й розпізнаєш молодого вченого, який займається тут майже фантастичними дослідженнями. Роман Лутчин більшість свого часу проводить у своєму кабінеті, розмірковуючи над складними математичними формулам і фізичними процесами. Але, час від часу, він спускається глибоко під землю, в лабораторії університету, де експериментально перевіряються його розрахунки:
«Я фізик-теоретик, це означає, що я будую математичні моделі для фізичних систем і намагаюся зробити певні передбачення для експерименту. Або, якщо експериментатори отримали якісь дані, я намагаюся їх пояснити, виходячи з математичних моделей».
Роман працює у галузі квантової фізики, що досліджує властивості найменших існуючих фізичних систем, на рівні одного атома чи світлового фотона.
Квантум, каже він, взагалі означає «маленький». Тобто квантова фізика, вступає в силу на маленьких масштабах.
Вивчивши як поводять себе окремі атоми чи фотони світла, вчені можуть пізніше застосувати знайдені принципи на більших системах, як деталь комп`ютера чи промінь лазера.
Лабораторії, які досліджують квантові процеси свідомо побудовані глибоко під землею, щоб забезпечити ідеальні умови для експерименту і звести до мінімуму вібрацію від зовнішнього світу. Більшість дослідів проводяться на оптичних столах. Лазерний промінь, за допомогою складної мережі дзеркал та лінз розкладається на фотони, властивості яких потім вивчаються дослідниками. Часто до проведення експериментів долучаються студенти університету, для яких ця робота є першим кроком у науковий світ.
Об`єднаний квантовий інститут був створений при Мерілендському університеті кілька років тому. Як зізнається його співдиректор Стів Ролстен, інститут заснували щоб здійснити своєрідну «квантову революцію», тобто першими розробити технологію, яка, як він вірить, домінуватиме у світі вже в найближчому майбутньому:
«Подумаєте, як розвивалися технології останні кілька десятиліть.... Спочатку були лампові телевізори, потім з’явились транзистори, комп`ютери, інтернет. І ми доходимо до межі коли прилади стають настільки маленькими, що нам доводиться вивчати як поводиться кожний атом в них».
Для здійснення квантової революції, інститут запрошує не лише американських спеціалістів. Там працюють науковці з різних країн.
Вже у США Роман Лутчин зустрів ще одного українця. Віктор Яковенко з початку 90-их працює в Мерилендському університеті професором фізики. Вони вдвох можуть годинами малювати на дошці схеми та писати формули, дискутуючи про речі, які, як вони вважають, наблизять світ до створення технології 21-го століття – квантового комп`ютера. Сама думка про квантовий комп`ютер захоплює Романа:
«Це комп‘ютери нового покоління. Це надсучасні обчислювальні машини, які фундаментально відрізняються від будь-яких класичних аналогів... Вчені зараз намагаються розшифрувати ДНК, її послідовність – це займає роки, десятки років, щоб це зробити. Якщо б це був квантовий комп`ютер, це можна було б зробити в місяці. Швидкість набагато, набагато збільшується, якщо ми переходимо до квантових комп`ютерів».
Його колега Яковенко, більш скептичний стосовно близької практичної реалізації їхніх ідей:
«Квантові комп`ютери, це справа далекого майбутнього, я не думаю, що ця річ станеться скоро. Тому що це дуже важко. Зробити квантовий комп`ютер дуже складно. Продемонструвати ефект можна і це вже було зроблено, але створити справжній комп`ютер, який би насправді працював – до цього ще далеко».
Більш реалістично на все дивиться директор інституту Ролстен. Він вважає, що молоді науковці, як Роман Лутчин ще за свого життя можуть побачити квантовий комп`ютер:
«Одне з наших завдань далекої перспективи – це побудова квантового комп`ютера, але це станеться, можливо, років десь за тридцять».
У будь-якому разі, переконаний він, майбутнє вже зараз твориться у стінах його інституту. І Роман Лутчин і Віктор Яковенко і десятки студентів, які проводять у лабораторіях нескінченні години – роблять свій внесок у перетворення ще донедавна фантастичних технологій у сьогоденну реальність.
