Nobelovac hrvatskog porijekla otkriva kada stižu kvantna računala

Nakon što su objavljeni ovogodišnji dobitnici Nobelovih nagrada, mnogi pokušavaju shvatiti rezultate eksperimenta za koji su John Clark, Michel Devoret i John Martinis dobili najprestižnije znanstveno priznanje. Da, riječ je o kvantnoj fizici - sinonimu za kompleksnost, no John Martinis je - samo za vas i nas - lijepo i sažeto pojasnio ovo važno otkriće.

Otkrićem koje mu je donijelo Nobelovu nagradu, kalifornijski znanstvenik hrvatskog porijekla - John Martinis – približava nam svijet kvantne fizike. Elektroni, atomi, molekule – dijelovi su to oku nevidljivog, zasebnog kvantnog svijeta. Barem smo tako dosad mislili.

- Ali evo što je zapazio dobitnik Nobelove nagrade Anthony Leggett. Kako možemo znati podudaraju li se kvantna mehanika i makroskopski, veliki predmeti? To je općenitija teorija, rekao je John Martinis, dobitnik Nobelove nagrade za fiziku.

Tu je teoriju testirao zajedno s Michelom Devoretom i Johnom Clarkom, čijem se timu pridružio još u studentskim danima.

- Proveli smo pokus koji su predložili. Izradili smo čip ove veličine. Dokazali smo da struja i napon tog supravodiča, tog čipa, poštuju pravila kvantne mehanike. Odlučili smo da moramo detaljno izmjeriti sve parametre, provesti pokuse kako bismo shvatili sustav, kako funkcionira, kako bismo mogli jasno testirati. Ljudi su do tada skupili neke podatke, ali sve je bilo prilično nejasno. Izveli smo nekoliko jako dobrih pokusa. Trebalo nam je otprilike godinu dana dok nismo počeli dobivati dobre podatke i shvaćati što radimo. Prošla je još godina dana dok nismo počeli pisati radove. Da smo otkrili da kvantna mehanika ne slijedi makroskopske varijable, to bi bilo jako zanimljivo. No mi smo dokazali suprotno. Možda biste mogli pomisliti da je taj zaključak dosadan. Ali to znači da sada možemo graditi kvantne sustave na posve nov način. U kvantnim sustavima imate osnovne čestice, periodni sustav elemenata i time se bavite. Nakon ovih pokusa možemo ih sagraditi na temelju električnih krugova, i to veoma složeno, ističe Martinis.

Roditelji Johna Martinisa u Kaliforniju su doselili iz Hrvatske. Njegov je otac pripadao obitelji ribara s Komiže na otoku Visu.

- Moj otac je imao teško djetinjstvo. U biti se borio u ratu kad je bio tinejdžer. Bio je veoma mlad. Da je dobio pravo obrazovanje, bio bi veoma uspješan. Bio bi sjajan inženjer. Ali svašta sam naučio od obitelji ribara. Na brodu se stalno nešto popravlja. U djetinjstvu sam stalno nešto popravljao. Moj tata je jako dobro shvaćao inženjerstvo i fiziku, ali intuitivno, onako kako to shvaća čovjek iz radničke klase. Na satovima fizike u srednjoj školi počeo sam intuitivno shvaćati koncepte, a onda sam to spojio s matematikom, dodaje Martinis.

Zato mu je još od mladih dana želja bila izgraditi kvantno računalo, koje bi znatno unaprijedilo i ubrzalo znanstvena istraživanja.

- Na primjer, potrebni su rijetki zemni metali, a do njih je teško doći. Ili elementi koji štete okolišu. Teško ih je iskopati, obraditi. Kako biste mogli zamijeniti materijale, jer kvantno računalo optimizira taj proces, to bi moglo snažno utjecati na društvo, navodi.

Otkriće makroskopskog kvantno-mehaničkog tuneliranja i kvantizacije energije u električnom krugu predstavlja velik korak prema izgradnji kvantnog računala.

- Diljem svijeta postoji možda nekoliko tisuća ljudi koji rade u tvrtkama, imaju dobre plaće. Najviše se ponosim time što smo fizičarima omogućili da dobiju te sjajne poslove.

I sam se bacio i u poduzetničke vode.

- Radio sam u Googleu. Izveli smo pokus oko kvantne nadmoći. Pokazali smo da kvantno računalo može biti moćno. Otišao sam nedugo nakon toga. Sada sam osnovao vlastitu tvrtku. Pokušavamo raditi na najtežem elementu, izgradnji pravih integriranih krugova za te uređaje. Mislim da je to ključ uspjeha, rekao je.

A to bi se, kaže, moglo dogoditi već za pet godina. Razdoblje je to u kojem očekuje još jedan veliki skok u napretku tehnologije.