Лиам Голл вырос на ферме в Австралии, был автомеханником с постоянно грязными от работы руками, но в последние годы его карьера совершила неожиданный поворот.
Сейчас он возглавляет отдел квантовой биотехнологии в CSIRO, национальном научном агентстве Австралии.
» У меня странное прошлое. Я всегда хотел быть механиком по ремонту дизельных двигателей. Занимаясь этим некоторое время, я захотел изучать инженерию в университете.
Его команда разрабатывает технологии для проверки уровня железа у пациентов, экспериментируя с микросенсорами, изготовленными из крошечных кусочков алмазов размером около 50 нанометров (приблизительно в 1 000 раз тоньше человеческих волос).
Имеющиеся методы измеряют уровень белка под названием ферритин, отвечающий за хранение железа в организме. Хотя мониторинг ферритина является хорошим способом измерения уровня железа, измерить фактический уровень железа в белке было бы точнее. которые создает железо. Но такой подход имеет одну большую проблему.
«Магнитное поле совсем крошечное и не поддается измерению какими-либо традиционными магнитометрами или микроскопами», — объясняет Голл.
Однако миниатюрные квантовые датчики доктора Голла могут обнаруживать эти крошечные поля.
Он говорит, что в будущем эта технология сможет выявлять ранние признаки любой конкретной болезни, в частности, мониторить определенные гормоны или белки, которые могут указывать на рак.
«Преимущество квантовых систем всегда заключалось в том, что с ними можно достичь гораздо лучшей чувствительности и более легкой идентификации химических веществ при гораздо меньших затратах», — говорит Голл.
Автор фото, University of Chicago
Доктор Голл — один из многих других ученых, активно занимающихся разработкой квантовых технологий. Ученые из Британии, Китая, США и других стран пытаются использовать удивительные свойства квантовой механики.
«Это одна из самых перспективных отраслей Австралии, шанс создать новые рынки, новые программы», — говорит главный научный сотрудник CSIRO, профессор Бронвин. Фокс.
Квантовая механика возникла в начале 20 века в результате исследований наименьших объектов природы. Ученые считают, что она может расширить наше понимание Вселенной и решать сложные задачи с молниеносной скоростью.
Спектр ее применения широк — от достижений в области экологии и декарбонизации до кибербезопасности и новых лекарств. Могут быть молекулы, которые «съедают углерод» и удаляют его из атмосферы, квантовые батареи для питания автомобилей, самолеты, разработанные для снижения выбросов, и транспортная логистика для уменьшения пробок на дорогах.
Одной из квантовых целей. исследований является использование мощности субатомных частиц для хранения и обработки данных.
Хотя обычные вычисления обычно используют биты (нули и единицы), квантовые компьютеры используют кубиты (или квантовые биты), которые могут существовать как нули, единицы или комбинации обоих одновременно.
Именно здесь происходит самое интересное — частицы могут существовать в нескольких состояниях одновременно (это называется суперпозицией), а также быть переплетенными (или спутанными) друг с другом.
» Используя этот принцип квантовой суперпозиции вместе с другим явлением, известным как квантовая спутанность, можно выполнять вычисления, которые просто невозможны с помощью обычных компьютеров. Нового Южного Уэльса.
«Представьте новый виток Covid или другую ужасную пандемию. Как только вы поймете ее молекулярную структуру, которую можно сделать с помощью экспериментальных методов, вы пойдете к квантовому компьютеру и вычислите, как создать молекулу, целенаправленно атакующую этот вирус», — объясняет он.
«Вы решите эту проблему за один день, а не за шесть или девять месяцев, которые понадобились лучшим биологическим и фармацевтическим умам планеты, чтобы создать вакцины от Covid», — добавляет учёный.
По словам доктора Мохаммеда Усмана, руководителя группы Data 61, работающей в пределах CSIRO, мощность квантовых вычислений происходит от природного феномена квантовой спутанности.
Его нелегко понять. , даже если между ними нет физической связи.
«Я бы сказал, что никто в мире полностью не понимает основ спутанности», — честно признается доктор Усман.
Может ли существовать квантовый интернет? Вполне возможно.