<
2014. február 5.

Szerző:
Szegedi Imre

Fotó:
Csanádi Márton

MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Szilárdtest-fizikai és Optikai Intézet • szfki.hu

Kvantumbites információtárolás

Három Nature-cikket is megjelentetett 2013-ban a Lendület Program egyik korábbi nyertese, Gali Ádám. A fizikust, akinek kutatási témája: újszerű megoldások fejlesztése biológiai észlelőrendszerekhez és harmadik generációs napelemekhez, tavaly októberben az Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok (OTKA) a hónap kutatójának választotta. Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Szilárdtest-fizikai és Optikai Intézetben dolgozó szakember eredményeiről és terveiről is beszélt magazinunknak.


Gali Ádám kutatócsoportja egy kutatási éven belül három Nature-cikket – két Nature Nanotechnology és egy Nature Materials publikációt – közölt, ami unikális eredmény a hazai tudományos életben. Ha valaki mindhárom cikkben benne volt, egy év alatt közel 100 impakt faktor értékű közleményt mutatott fel. A magyar csoport olyan megoldásokat keres, amelyekkel közelebb juthatunk a kvantumszámítógépek megépítéséhez. Gali Ádám szerint azért érdekes egy ilyen számítógép, mert olyan számításokat tenne lehetővé, amilyeneket eddig nagyon hosszú ideig, vagy egyáltalán nem tudtunk elvégezni. Ennek katonai, nemzetbiztonsági jelentősége is van – az interneten található bármilyen adathoz hozzáférhetnének az arra illetékesek. A kvantumszámítógépek nem biteket használnak, mint a hagyományos számítógépek, hanem kvantumbiteket. Ezek nemcsak a 0 és az 1 állapotot vehetik fel, hanem a kombinációikat is. Kvantumszámítógépeket akkor gyártanak majd, ha a kvantumbiteket „fizikailag” megvalósítják.

Gali Ádám

Az utóbbi évtized forradalminak nevezhető felfedezése: a kvantumbiteket szilárdtestekben, például gyémántban is létre lehet hozni. Kelthetünk olyan pontszerű hibát, „színcentrumot”, amely meg tudja valósítani ezt az állapotot. Ráadásul a gyémántbeli színcentrumot szobahőmérsékleten lehet használni. Gali Ádám és csoportja a szilárdtestekben megvalósuló kvantumbiteket kutatja: hogyan keletkezhetnek, milyen tulajdonságokkal jellemezhetők, hogyan szállítható, illetve tárolható kvantumbites információ? A csoport atomi méretű objektumokat épít be szilárdtestekbe – ilyen lehet a gyémánt és a szilícium-karbid. Egyik fontos eredményként megjósolták egy nanogyémántba épített színcentrum tulajdonságait, fénykibocsátását – oroszországi meteoritban pontosan ilyen, színcentrumos gyémántot találtak, és ezek a minták a magyar eredményt produkálták. A szilícium-karbidos színcentrumuk világrekord fényerejű, egy foton kibocsátására alkalmas, amely kvantumbit információ szállítására kiváló lehet.

Az is kiderült, hogy a kvantumbites információtárolást igen érzékeny szenzorként is használhatják. Nagyon kis mágneses tereket, sőt finom hőmérséklet- és elektromos változásokat mérhetnek velük. Ha ezeket az anyagokat nanokristályos formában be tudják juttatni az élő szervezetbe, akkor olyan biológiai reakciókat is követhetnek egy-egy apró körzetben, amelyek a Celsius-fok ezredrészével emelik csak meg a hőmérsékletet. A célok között szerepel, hogy világító – fluoreszcens – biológiai jelzőrendszert állítsanak elő, amellyel egy biológiai molekula térszerkezetét is megállapíthatják, vagy az idegpályák aktivitását lehet in situ követni. Gali Ádám tervei között egy olyan konzorcium létrehozása szerepel, amely – az eddigi kutatásokat folytatandó – sikeresen szerepelhet a Horizon 2020 pályázati kiírásán.

Gali Ádám szerint a Lendület Program exporttermékké vált, hiszen ennek az elveit, kiválasztási szempontjait, pályázati formáját alkalmazza a közelmúltban született cseh és osztrák pályázati rendszer. Ott is elvárás a kiválóság, ott is cél a tehetségek hazahozatala. Ebből is látszik, hogy ez a program fenntartásra érdemes. Hasonló előrelátó programra lenne szükség az egyetemeken is. A vezető középiskolák legjobbjai közül ugyanis sokan azon gondolkodnak, hogy az egyetemet külföldön végzik el. Ha ez megtörténik, kevés az esély arra, hogy itthon helyezkednek el. Legalább a legtehetségesebbek egy részét itthon kellene tartani – ennek érdekében az egyetemeknek megfelelő ösztöndíjat kellene létrehozniuk. Kutatóegyetemenként tíz-tizenöt ösztöndíj anyagi keretét elő lehetne teremteni.

Hasonló cél, hogy ne csak az akadémiai kutatóintézetekben dolgozó Lendület csoportokat véglegesítsék – természetesen csak akkor, ha megfelelő szinten teljesítenek –, hanem ugyanerre az egyetemeken is lehetőség legyen. Erre forrást kell biztosítani. Az egyetemek finanszírozási rendszerének megváltoztatását egyebek között ez a helyzet is indokolja.

A „lendületes” fizikus szerint a tömeg- és az elitképzés – bár egyik kifejezés sem szerencsés – megreformálására van szükség, aminek része kell, hogy legyen az egyetemi dolgozók fizetésének emelése, de legalább a legkiválóbbak bérének rendezése. A pozitív példa másokat is nagyobb erőbedobásra késztethet. Ebben a folyamatban egy, a jelenleginél nagyobb keretből gazdálkodó OTKA-nak is szerepe lehet.•

 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020
Címkék

Innotéka