Естествознание

Учёные могут снизить цены квантовых компьютеров в сотни раз

Руководитель лаборатории оптики спина имени И. Н. Уральцева СПбГУ, профессор Алексей Кавокин

Российские и английские учёные  добились существенного продвижения в теории сверхпроводимости, высказав идею, что свет и алюминий создадут условия для сверхпроводимости при комнатной температуре (а не при привычных минус 70 градусах Цельсия). Это открывает миру новые возможности для создания сверхмощных электромоторов и квантовых компьютеров, а перед учёными из Санкт-Петербургского, Лондонского и Саутгемптонского университетов теперь ставится задача экспериментального подтверждения полученных результатов.

Идея учёных-физиков продолжает их предположение от 2010 года о связи квазичастиц жидкого света (поляритонов) и сверхпроводимости. Реализовать появляющуюся при свете сверхпроводимость (светоиндуцированную сверхпроводимость) помогает сверхпроводник алюминий. Если он граничит с полупроводниковой структурой специального дизайна и на него при этом воздействует лазер, то достигается возможность получения сверхпроводниковых свойств при комнатной температуре.

Профессор Алексей Кавокин, Руководитель лаборатории оптики спина имени И.Н. Уральцева СПбГУ, рассказал читателям «Э-Вести» немного подробнее о своём исследовании и о том, когда ждать результатов.

 

ЭВ: Алексей, какова стадия исследования и насколько она далека от практического внедрения?

Алексей Кавокин: Стадия исследования: теоретический анализ, компьютерные симуляции, первые экспериментальные тесты. Это до-лабораторная и лабораторная фазы. До практического внедрения еще надо пройти большой путь.

 

ЭВ: Теория свехпроводимости – это один из ярких примеров эффективного взаимодействия научной элиты разных стран и общего движения к её объяснению. В развитии этой теории принимали участие Фриц, Ландау, Капица, Вы… На примере Вашего направления, есть ли сегодня понятие национального лидерства в науке такого рода?

Алексей Кавокин: Фундаментальная физика не имеет границ, она интернациональна. Это было так уже во времена Ландау и Фейнмана. Сейчас ученые, занимающиеся теорией сверхпроводимости, есть почти в каждом крупном университете мира. Лидирующие научные школы, я думаю, прежде всего американская, российская и французская. Но ситуация быстро меняется. Очень активны университеты азиатских стран: Сингапура, Кореи, Китая.

 

ЭВ: Буду признательна, если Вы обозначите несколько современных учёных мирового уровня в сфере сверхпроводимости и их теории.

Алексей Кавокин: Давайте прежде всего вспомним живых классиков: Льва Петровича Питаевского и Исаака Марковича Халатникова. Их трудами создана теория сверхтекучей жидкости, уравнения их имени (Гросса-Питаевского и Ландау-Халатникова) являются одними из самых решаемых в современной теор-физике.

В следующем поколении хотел бы отметить моего большого друга Андрея Андреевича Варламова, работающего ныне в Италии. Вместе с Анатолием Ивановичем Ларкиным он создал теорию флуктуаций, объяснившую поведение сверхпроводников вблизи фазовых границ. Выдающийся вклад в теорию высокотемпературной сверхпроводимости внес американский физик Филип Уоррен Андерсон.

 

ЭВ: Скажите, пожалуйста, интересуется ли производство открытыми Вами новыми возможностями. Я имею в виду производителей электромоторов, квантовых компьютеров, в первую очередь.

 

Алексей Кавокин: До передачи идей в промышленность еще далеко. Нами была предложена новая теоретическая концепция, которая, прежде всего, должна быть проверена экспериментально в лабораторных условиях. Если результаты этой серии тестов будут успешными, наверняка возникнет большой интерес со стороны производителей сверхпроводящих магнитов и их основных потребителей. Сейчас такие магниты используют в магнито-резонансных томографах, на железных дорогах (поезда на магнитной подушке), в ускорителях элементарных частиц.

На следующем этапе должны подключиться крупные энергетические компании, например, Росэнерго.

Что касается квантовых компьютеров: их разработкой занимаются сейчас такие гиганты, как Google и IBM. В квантовых чипах они используют сверхпроводящие элементы, которые приходится охлаждать до сверхнизких температур. Это приводит к колоссальному увеличению стоимости их разработок. Если наш метод позволит создавать сверхпроводимость при гораздо более высоких температурах, их квантовые компьютеры подешевеют в сотни раз.