Нобелевка за точные часы

Лауреаты-2012 не значились в ряду фаворитов во время гаданий о том, кому же достанется Нобель. Больше всего ставили на Питера Хиггса, чей бозон вроде наконец нашли в знаменитом Большом адронном коллайдере.

Однако в Стокгольме выбор пал на других. Работы Дэвида Вайнленда сосредоточены в области оптики, в частности, лазерного охлаждения ионов в ловушках Пауля и использования захваченных ионов для осуществления операций квантовых вычислений. Как пояснил «МК» Колачевский, самое яркое достижение в области манипулирования квантовыми частицами принадлежит именно Вайнленду. Он первым создал так называемые оптические часы, которые на сегодняшний день являются самыми точными в мире, воспроизводя время с точностью до 10 в минус 18-й степени секунды. Как он этого достиг? Ион может переходить из одного состояния в другое. Если «подталкивать» его к таким переходам при помощи лазерного луча, то можно достичь очень стабильных колебаний. Такая стабильность и была взята Вайнлендом за основу точных часов. Конечно, это далеко не те карманные часы, к которым мы привыкли. Они выглядят как огромная экспериментальная установка, которую можно поднять разве что с помощью домкрата.

— А представьте себе две таких установки, — говорит Колачевский. — Если одну приподнять хотя бы на 10 сантиметров от пола, она уже будет показывать другое время. Почему? Да потому что эти часы улавливают разницу во времени в зависимости от изменения гравитационного поля. На поверхности оно одно, а например, в метре от земли секундная стрелка отклонится на 10 в минус 16-й степени секунды.

— А чего добился Орош?

— Орош тоже возбуждал лазером, но не ионы, а атомы, исследуя квантовое состояние света. Знаете, какова на сегодняшний день основная проблема, мешающая создать квантовые компьютеры? Это так называемая декогерентность, то есть разрушение квантовых систем воздействием окружающего мира. Вот возьмем, к примеру, классическую механику. Следуя ее законам, если вы находитесь дома, значит — вы дома, вышли на улицу — вы на улице. В квантовой же механике все гораздо сложнее — вы, условно говоря, можете быть и дома, и на улице одновременно. Эта двойственность в существовании частиц и ценна для создания точных систем, таких, как часы или квантовые компьютеры. А декогерентность разрушает эти квантовые свойства частиц. Цель ученых — сделать процесс более медленным. Поэтому Орош приблизился к созданию неких ловушек, или укрытий, для частиц, в которых они не подвергаются внешним воздействиям. В общем, квантовый компьютер по принципу работы мог быть схож с оптическими часами.

— В чем бы заключалось его преимущество перед обычным?

— Он мог бы с невероятной для нас скоростью делить число на множители. Это пригодилось бы в расшифровке информации.