Σήμερα είναι ευρέως αναγνώρισε ότι το μέλλον των υπολογιστών θα περιλαμβάνει το κβαντικό βασίλειο. Εταιρείες όπως η Google, η Microsoft, η IBM και μερικές καλά χρηματοδοτούμενες νεοφυείς επιχειρήσεις κατασκευάζουν μανιωδώς κβαντικούς υπολογιστές και διεκδικούν συστηματικά προόδους που φαίνεται να φέρνουν αυτή την εξωτική τεχνολογία που αλλάζει τον κόσμο. Το 1979 όλα αυτά ήταν αδιανόητα. Αλλά εκείνο το καλοκαίρι, δύο επιστήμονες συναντήθηκαν στον Ατλαντικό Ωκεανό στα ανοικτά των ακτών του Πουέρτο Ρίκο και η υδάτινη συνομιλία τους οδήγησε σε ένα σύνολο εργασιών που δημιούργησε την κβαντική θεωρία πληροφοριών. Με μια ευρύτερη έννοια, η συνεισφορά τους βοήθησε να φέρει την επιστήμη των υπολογιστών στην κβαντική εποχή.
Αυτοί οι κατακλυσμένοι επιστήμονες, ο Charles Bennett και ο Gilles Brassard, είναι τώρα οι τελευταίοι αποδέκτες του Βραβείο ACM AM Turingτο βραβείο Νόμπελ του χώρου.
Μέχρι εκείνη τη συνάντηση του 1979, υπήρχε μια αποσύνδεση μεταξύ της επιστήμης της πληροφορίας και της φυσικής. Το τελευταίο πεδίο είχε βιώσει μια διαταραχή στις αρχές του 20ου αιώνα, όταν οι φυσικοί ανακάλυψαν την κβαντική μηχανική, μια βαθύτερη εξήγηση του τρόπου λειτουργίας του σύμπαντος που αντικατέστησε την κλασική φυσική του Ισαάκ Νεύτωνα. Η επιστήμη των υπολογιστών, ωστόσο, δεν έλαβε υπόψη τον κβαντικό κόσμο, εκτός από το ότι έπρεπε να αντιμετωπίσει τις επιπτώσεις του σε μικροσκοπικά τσιπ, όπου η συμπεριφορά των ηλεκτρονίων ήταν σχετική.
«Τη δεκαετία του 1950 έως τη δεκαετία του 1980 οι άνθρωποι πίστευαν ότι τα κβαντικά φαινόμενα εμφανίζονται σε πολύ μικρά πράγματα και ως πηγή θορύβου – έπρεπε να κατανοήσετε την κβαντική θεωρία για να φτιάξετε τρανζίστορ», εξηγεί ο Bennett. «Οι άνθρωποι θεωρούσαν την κβαντική μηχανική ως ενόχληση». Αυτός και ο Brassard ανακάλυψαν μεθόδους -όπως η κβαντική ρίψη νομισμάτων και η κβαντική εμπλοκή- που μετέτρεψαν τα αντιληπτά μειονεκτήματα της κβαντικής πραγματικότητας σε ένα ισχυρό εργαλείο.
Τη στιγμή της συνάντησής τους, ο Μπένετ βρισκόταν σε σταυροδρόμι καριέρας. Είχε ενταχθεί στην IBM το 1973, αλλά είχε κάνει ένα μεγάλο διάλειμμα από τις ακαδημαϊκές εκδόσεις. Μια πηγή συνεχούς γοητείας ήταν μια ιδέα που μοιράστηκε ένας συμμαθητής του κολεγίου, ο Στίβεν Βάισνερ – ότι η χρήση μιας κβαντικής μορφής κρυπτογραφίας θα μπορούσε να επιτρέψει το ψηφιακό χρήμα που δεν θα μπορούσε να παραποιηθεί. (Ναι, ο Weisner οραματίστηκε το κρυπτονόμισμα στα τέλη της δεκαετίας του 1960!) Στο συνέδριο του 1979, ο Bennett είδε ότι ένας κρυπτογράφος ονόματι Brassard ήταν παρών – μόλις είχε ολοκληρώσει μια διατριβή για την κρυπτογράφηση δημόσιου κλειδιού – και τον εντόπισε στην υπεράκτια.
«Εκεί λοιπόν κολυμπούσα στην παραλία όταν με πλησίασε ένας εντελώς άγνωστος και άρχισε να μου λέει ότι ένας φίλος του ανακάλυψε ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την κβαντική μηχανική για να φτιάξουμε οικονομικά χαρτονομίσματα από το πουθενά», μου λέει ο Brassard. «Αν ήμουν σε σταθερό έδαφος, θα είχα τρέξει για να σώσω τη ζωή μου, αλλά ήμουν παγιδευμένος στον ωκεανό, οπότε άκουσα ευγενικά». Αν και ο Brassard δεν είχε προηγουμένως ενδιαφέρον για τη φυσική, του κίνησε το ενδιαφέρον η προσέγγιση και το ζευγάρι δημοσίευσε τελικά μια θεωρία που ονομάζεται BB84, δημιουργώντας ουσιαστικά μια εναλλακτική στην κλασική κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού βασισμένη σε αυτό που θα γινόταν κβαντική θεωρία πληροφοριών. Ξαφνικά, ο κόσμος του κβαντικού έγινε πηγή λύσεων – εάν οι επιστήμονες μπορούσαν να εφεύρουν τους μηχανισμούς για να το πραγματοποιήσουν. Όπως είπε ο Γιάννης Ιωαννίδης -πρόεδρος της ACM, που απονέμει το βραβείο Turing- σε μια δήλωση, «Ο Μπένετ και ο Μπρασάρ άλλαξαν θεμελιωδώς την κατανόησή μας για την ίδια την πληροφορία».
Και οι δύο επιστήμονες κάνουν τον κόπο να πουν ότι η αρχική τους εργασία δεν οδήγησε άμεσα στον τρέχοντα αγώνα για την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών. Ο Μπένετ σημειώνει ότι σε συνέδριο του 1981 στο MIT, Ο θρυλικός φυσικός Ρίτσαρντ Φάινμαν «έθεσε το επιχείρημα ότι, δεδομένου ότι η φύση είναι κβαντική, πιθανώς ορισμένες υπολογιστικές εργασίες θα έπρεπε να γίνουν από έναν κβαντικό υπολογιστή». Επίσης πιστώνει στον φυσικό David Deutsch για τις βασικές ιδέες σχετικά με τους κβαντικούς υπολογιστές. Ο Bennett και ο Brassard έγιναν μέρος αυτής της προσπάθειας.
«Ο κβαντικός υπολογιστής εφευρέθηκε ανεξάρτητα από εμάς, αλλά μετά πηδήξαμε», λέει ο Brassard. «Ήμουν ο πρώτος άνθρωπος που σχεδίασε ένα κβαντικό κύκλωμα για να κάνει κβαντική τηλεμεταφορά». Brassard και Bennett’s εργασία στην τηλεμεταφοράενώ βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο, είναι πλέον μέρος της κβαντικής γνώσης. Περιβραχιόνιο έχει πει ότι «μια μέρα, θα τροφοδοτήσει το κβαντικό Διαδίκτυο».
VIA: popsci.com
