ŠESTO Poglavlje

Iz knjige Mičio Kaku: PARALELNI SVETOVI. Knjigu možete poručiti ovde

prethodni deo
<< Suma nad putanjama

Bit iz bita

Uz sve to obnovljeno interesovanje za problem merenja u kvantnoj teoriji, Viler je postao velikan kvantne mehanike, pojavljujući se na brojnim konferencijama organizovanim u njegovu čast. Neki zagovornici nju ejdža, fascinirani pitanjem svesti u fizici, čak su ga slavili kao gurua. (Međutim, nije mu uvek drago zbog svrstavanja u takve tokove. Jednom se uznemirio kada se našao u programu sa tri parapsihologa. Brzo je sastavio izjavu u kojoj je, između ostalog, rekao: „Gde ima dima, ima dima“.)

Posle sedamdeset godina razmatranja paradoksa kvantne teorije, Viler se ne libi da prizna kako nema sve odgovore. Neprestano preispituje svoje pretpostavke. Kada ga zapitaju za problem merenja u kvantnoj mehanici, odgovara: „Izluđuje me to pitanje. Priznajem da ponekad stopostotno ozbiljno prihvatam ideju da je svet plod mašte, čak i, u nekom trenutku, da postoji nezavisno od nas. Ipak, svesrdno prihvatam Lajbnicove reči: ‘Ovaj svet je možda samo prikaza, a postojanje je tek san, ali taj san ili prikaza su za mene dovoljno stvarni ako nas, vodimo li se razumom, nikada ne obmanu.’“

Teorija mnogih svetova, odnosno dekoherencije, stiče sve veću popularnost među fizičarima. Ali Vilera brine to što ima „odviše dodatnog prtljaga“. Poigrava se još jednim objašnjenjem problema Šredingerove mačke. Tu teoriju naziva it from bit. Reč je o neuobičajenoj teoriji čija početna premisa je da je informacija u osnovi vaskolikog postojanja. Kada pogledamo u Mesec, galaksiju ili u atom, tvrdi Viler, njihova suština je informacija koju nose. Ali ova informacija je prešla u ravan postojanja kada je univerzum sproveo opservaciju samog sebe. Viler je nacrtao kružni dijagram koji predstavlja istoriju kosmosa. Svemir je na početku prešao u stanje postojanja zahvaljujući opservaciji izvedenoj nad njime. To znači da je it (materija u svemiru) počela da postoji kada je došlo do opservacije informacije (bit) koju je svemir sadržavao. Viler to naziva participativni univerzum – ideja da nam se kosmos prilagođava na isti način na koji se mi prilagođavamo kosmosu, odnosno da je univerzum moguć zbog samog našeg postojanja. (Pošto nema slaganja oko problema merenja u kvantnoj mehanici, većina fizičara za sada čeka da vidi šta će se dalje dešavati s teorijom it from bit.)

Kvantno računarstvo

Takve filozofske diskusije možda se čine beznadežno nepraktičnim, lišenim bilo kakve praktične primene u našem svetu. Umesto da razmatraju koliko anđela može da pleše na vrhu igle, kvantni fizičari vode rasprave o tome na koliko mesta elektron može biti u istom trenutku. Međutim, nije reč samo o zaludnom filozofiranju akademika bez dodira s realnošću. Ove ideje će jednog dana imati krajnje praktičnu primenu: da budu pogonska snaga svetskih ekonomija. Bogatstva čitavih nacija mogla bi zavisiti od istančanih aspekata Šredingerove mačke. Možda će tada naši računari da rade u paralelnim univerzumima. Gotovo čitava računarska infrastruktura današnjice zasnovana je na silicijumskim tranzistorima. Murov zakon po kome se računarska moć udvostručuje na svakih osamnaest meseci, moguć je zahvaljujući našoj sposobnosti da tehnikom nagrizanja proizvodimo sve manje tranzistore na silicijumskim čipovima pomoću ultraljubičastog zračenja. Iako je Murov zakon uneo revoluciju u tehnološki krajolik, ne može večito važiti. Najnapredniji čip tipa Pentium ima sloj širine dvadeset atoma. U narednih petnaest do dvadeset godina, naučnici će možda računati na čipovima širine samo pet atoma. Na tako neverovatno malim udaljenostima, moramo da okrenemo leđa njutnovskoj mehanici i da se obratimo kvantnoj mehanici u kojoj je Hajzenbergov princip neodređenosti vodeće načelo. Posledica je da više ne znamo tačno gde je elektron. To znači da će do kratkog spoja dolaziti kada elektroni budu dospevali izvan izolatora i poluprovodnika, a ne unutar njih.

Negde u budućnosti, dostići ćemo granice nagrizanja na silicijumskim podlogama. Doba silicijuma uskoro će se okončati. Možda će to biti najava kvantne ere. Silicijumska dolina mogla bi postati Pojas rđe.* Jednog dana možda ćemo morati da računamo na samim atomima, uvodeći novu arhitekturu računara. Današnji računari zasnivaju se na binarnom sistemu – svaki broj iskazan je nulama i jedinicama. Međutim, spin atoma može biti usmeren nagore, nadole ili postrance. Računarske bitove (nule i jedinice) mogli bi da zamene kubitovi (proizvoljne vrednosti između 0 i 1), zbog čega bi kvantni računari bili mnogo moćniji od običnih računara.

Kvantni računar bi, između ostalog, mogao da uzdrma temelje međunarodne bezbednosti. Velike banke, međunarodne korporacije i industrijske nacije danas štite svoje tajne složenim računarskim algoritmima za šifrovanje. Mnogi tajni kodovi zasnivaju se na faktorizaciji velikih brojeva. Na primer, običnom računaru bili bi potrebni vekovi da faktoriše stocifreni broj. Ali takav proračun bi za kvantne računare mogao biti prost kao pasulj – mogli bi da razotkrivaju tajne kodove nacija širom sveta.

Da biste stekli predstavu o tome kako bi radili kvantni računari, zamislite da smo nanizali atome sa spinovima usmerenim u istom smeru u magnetnom polju. Ako ih obasjamo laserskim zrakom, mnogi spinovi će promeniti smer usled odbijanja zraka od atoma. Merenje reflektovanog laserskog zraka omogućilo nam je da zabeležimo složenu matematičku operaciju, odbijanje svetlosti od atoma. Ako proračunamo ovaj proces pomoću kvantne teorije prema Fajnmanovim smernicama, moramo da sumiramo sve moguće pozicije atoma, odnosno stanja sa spinovima u svim mogućim smerovima. čak i jednostavan kvantni proračun od samo delića sekunde bio bi gotovo nemoguć zadatak za standardni računar, koliko god vremena mu dali.

Dejvid Dojč sa Univerziteta u Oksfordu je istakao da to, u načelu, znači sledeće: kada koristimo kvantne računare, moramo da saberemo sve moguće paralelne univerzume. Iako ne možemo da uspostavimo direktan kontakt sa ovim alternativnim svetovima, atomski računar mogao bi da ih proračuna pomoću stanja spinova u tim paralelnim univerzumima. (Iako nismo više koherentni sa drugim univerzumima u našoj dnevnoj sobi, atomi u kvantnom računaru, po samoj konstrukciji, vibriraju koherentno.)

Premda je potencijal kvantnih računara istinski zadivljujući, prate ih jednako impresivni problemi. Aktuelni svetski rekord u broju atoma korišćenih u kvantnom računaru jeste sedam. U najboljem slučaju, možemo da pomnožimo tri sa peticom, da dobijemo petnaest atoma u kvantnom računaru, što teško da nas može ostaviti bez daha. Da bi kvantni računar bio kompetitivan sa najobičnijim laptopom, potrebne su stotine, možda i milioni atoma koji usaglašeno vibriraju. Kako bi sudar sa samo jednim molekulom vazduha izazvao dekoherenciju među atomima, neophodni bi bili izuzetno čisti uslovi da bi se atomi izolovali iz okruženja. (Da bi se napravio kvantni računar brži od modernih računara valjalo bi nanizati hiljade ili čak milione atoma – dakle, od kvantnog računarstva još uvek nas dele decenije.)

* Rust Belt, područje u Sjedinjenim Državama zahvaćeno deindustrijalizacijom u proteklih nekoliko decenija. (Prim. prev.)

Prethodno deo

<< Suma nad putanjama