Nykyään MP3 -soittimiin, jotka ovat pienempiä kuin ottelukirja, mahtuu kaksi gigatavua tietoa – tarpeeksi tilaa noin 500 kappaleelle. Mitä tulee kykyihin, tehoon, nopeuteen ja energiatehokkuuteen, jotka on mahdollista pakata matkapuhelimeen tai kannettavaan tietokoneeseen, ilmiö nimeltä kvanttimarage tarkoittaa, että pinta on ehkä naarmuuntunut toistaiseksi. Pohjimmiltaan kvanttimarage on ilmiö, joka viittaa siihen, että tietoja voidaan siirtää ilman perinteisiä johtoja.
Vuonna 1993 IBM: n tutkijat löysivät kvanttimarage -käsitteen. Tätä löydöstä voidaan pitää käännekohtana nanoteknologian historiassa, vaikka integroidut piirit lähestyvät miniatyrisoinnin rajaa. Yhtä pitkälle kuin tämä tekniikka on kehittynyt, se riippuu 19 -luvulla keksitystä – johdoista. Lopulta johdot muuttuvat liian pieniksi tehokkaaseen elektronivirtaan ja liitos haihtuu.
Nämä IBM: n tutkijat uskovat, että kvanttimarage voi johtaa atomien mittakaavan piirien luomiseen. Sen sijaan, että virtaisi johtojen läpi, tämän atomipiirin tiedot ajavat aaltoa elektronimeressä.
Don Eiglerin johtama IBM: n tiimi perusti kokeen osoittaakseen kvanttimirraa toiminnassa. Käyttäjät käyttivät skannaavaa, tunnelointimikroskooppia käyttäen ellipsin, jonka halkaisija oli 5,000 kertaa pienempi kuin ihokarvojen. Ellipsi muodostui 36 kobolttiatomin kaulakorusta kuparikiteen pinnalle jäähdytettynä neljä astetta absoluuttisen nollan yläpuolelle.
He käyttivät ellipsiä, koska sillä on geometrisena muodona niin kutsutut tarkennuspisteet sen pitkän akselin molemmissa päissä. Jos vedät viivan yhdestä tarkennuspisteestä mihin tahansa ellipsin pisteeseen ja sitten vastakkaiseen tarkennuspisteeseen, etäisyys on aina sama.
He käyttivät kuparia, koska se ei ole magneettinen ja kobolttiatomit ovat magneettisia. He laittavat kuparin pakastimeen, koska kun on niin kylmä, kuparin elektronit tuottavat resonanssin, jota kutsutaan Kondo -ilmiöksi, kun kobolttiatomi joutuu kosketuksiin niiden kanssa. Kondo -ilmiö on käsitys siitä, että sähkövastus vaihtelee, kun lämpötila on lähellä 0 Kelvinia.
Kobolttiatomien ellipsi muodosti kuparikiteestä elektronin sisältävän aallon. Kuten odotettiin, kun IBM: n tutkijat käyttivät skannaavaa, tunnelointimikroskooppia sijoittaakseen atomin ellipsiin, he näkivät Kondo -vaikutuksen. Mutta kun he siirtivät kobolttiatomin johonkin ellipsin tarkennuspisteeseen, Kondo -ilmiö ilmestyi toiseen tarkennuspisteeseen.
Pohjimmiltaan magneettisen kobolttiatomin luoma resonanssi, joka on vuorovaikutuksessa ei-magneettisten kuparielektronien kanssa, ajoi aallon kobolttikaulakorun sisältämien elektronien läpi toiseen tarkennuspisteeseen. Kaikki tämä huolimatta siitä, että atomia ei ollut siellä. Tutkijat kutsuivat tätä vaikutusta kvanttimarageksi.
IBM: n tiedemiehet teorioivat, että kvanttimaraa voidaan käyttää samalla tavalla kuin valon tarkentamista linssillä tai ääntä parabolisilla heijastimilla. Mutta tekniikalla on pitkä matka. Atomien kaulakorun yhdistäminen skannaavaan, tunnelointimikroskooppiin vie paljon aikaa ja energiaa. Mutta jos prosessia voidaan nopeuttaa ja hienosäätää, kuvittele vain, että jonain päivänä ihmiset voivat tallentaa 10,000 3 kappaletta sisäkorvaan istutetussa mikroskooppisessa MPXNUMX -soittimessa. Miksi ei? Universumissa esiintyvillä ilmiöillä, kuten kvanttimerkillä, kaikki on mahdollista.