2025 a kvantumtudományok éve. Erről az Egyesült Nemzetek Szervezetének Közgyűlése határozott 2024 júniusában, amikor meghirdették az IYQ 2025-t (International Year of Quantum Science and Technology), azaz a Kvantum Tudomány és -Technológia Nemzetközi Évét, aminek központi elemét jelenti a kvantumfizikai kutatások eredményeinek népszerűsítése, és a tudományterületnek szentelt egész éves megnövelt figyelem.

“A kvantumtechnológia hatalmas potenciált rejt arra, hogy felgyorsítsa a fenntarthatóbb és egyenlőbb világ létrehozása felé vezető fejlődést”

- mondta el Thierry Breton, francia politikus, aki az IYQ 2025 meghirdetése idején még az Európai Bizottság belső piacért felelős biztosának posztját töltötte be.

A 2025-ös év során az IYQ 2025 szellemében a cégek, intézmények és szervezetek bemutathatják kutatási eredményeiket a világ számos pontján tartott konferenciák és előadások keretében, és a különböző országok helyi intézményei is a szokásosnál is több rendezvénnyel készülnek a kvantum évére. Bár a kvantumfizikai kutatások és a kvantumszámítógépes fejlesztések eddig is jelentős szerepet kaptak a tudományos és technológiai életben, de az ENSZ (és a kezdeményezéshez csatlakozó szervezetek) reményei szerint az egész éves “ünneplés” még jobban a rivaldafénybe állítja az ezen a téren zajló munkákat. De miért pont 2025 a kvantum éve?

A kvantumfizikai, - mechanikai kutatások kezdetének természetesen nem lehet egyetlen, pontosan meghatározott dátumot kijelölni, de tény, hogy 1925 sok szempontból jelentős évnek számított a kvantummechanika hajnalán: a kor zseniális fizikusai több mérföldkőnek számító tanulmányt publikáltak ekkor, amelyek a kvantumos teóriákkal foglalkoztak. Ebben az évben jelent meg például Werner Heisenberg "Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen” című értekezése, emellett a “Zur Quantentheorie der Multiplettstruktur und der anomalen Zeemaneffekte” is, amelyek a fiatal német fizikust a kvantummechanika egyik alapítójává emelték.

Heisenberg 1925-ben lényegében lefektette a kvantummechnika alapjait, de korántsem egyedül,

a fizikus Niels Bohrral, az atomszerkezet legnagyobb kutatójával dolgozott együtt, akit pedig Max Planck korábban megfogalmazott kvantumelmélete inspirált munkájában, de Heisenberg kortársa és “szellemi társa” volt sok más kiemelkedő tudóson kívül Paul Dirac, brit fizikus, a kvantum-elektrodinamika és a kvantumtérelmélet úttörője, Wolfgang Pauli, svájci fizikus, aki Heisenberg közeli barátjává vált (és közben kidolgozta a róla elnevezett Pauli-féle kizárási elvet), és Erwin Schrödinger is, aki leginkább talán képzeletbeli macskájáról, azaz a kvantumvilág törvényeinek furcsaságát illusztráló gondolatkísérletéről híresült el.

A kvantumos teóriák a világ legkisebb, mikroszkopikus méretű és annál is apróbb építőegységeinek működésével foglalkoznak, és igyekeznek feltárni ezt a rendkívül különös terepet, de a száz évvel ezelőtti felfedezések csak az első felvonását jelentették a kvantumforradalomnak, aminek mára második fázisába léptünk. Ahogy azt korábbi cikkünkben is írtuk, az első kvantumforradalom idején a megszerzett tudást még csak kezdték átültetni a gyakorlatba a fizikusok, a második kvantumforradalom viszont már a megismert működési elveknek az alkalmazásáról szól, amikor ezeket az elveket precíz kontrollal a saját céljaikra is használni tudják a kutatók, és megszülethetnek az atomi szinten irányított kvantumrendszerek és - gépek. "A fejlődés lényege, hogy immár nem csupán megfigyelői vagyunk a kvantumos világ jelenségeinek, hanem aktívan beavatkozhatunk. Atomokra, molekulákra, fotonokra mi róhatunk ki a kvantummechanika törvényeinek engedelmeskedő mozgást." - írta Domokos Péter, a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont csoportvezető fizikusa és az NKFI Hivatal tudományos társelnöke 2017-es tanulmányában.

A Kvantum Tudomány és -Technológia Nemzetközi Éve a száz évvel ezelőtti kezdeteknek is emléket állít, de ami még fontosabb, felhívja a figyelmet a jelenleg zajló, szintén jelentőségteljes fejlesztésekre is, amelyek már a harmadik kvantumforradalomnak ágyaznak meg, bár egyes értelmezések szerint már most is a harmadik forradalom idejét éljük. A kvantumszámítógépek fejlődése mindannyiunk életére hatással lehet a segítségükkel zajló tudományos kutatások eredményei révén, amelyek az anyagkutatás, gyógyszerkutatás, titkosítás vagy akár a pénzügy terén hoznak nagy újdonságokat. Thomas Strohm, a Bosch Research kvantumtechnológiákért felelős vezető szakértője egy korábbi interjúnkban elmondta: a kvantumszámítógépek ebben a pillanatban még nem igazán hasznosak a valódi alkalmazások szempontjából, de a fejlesztések gőzerővel zajlanak, és az első valóban hasznos felhasználási kört valószínűleg az anyagkutatás adja majd, ami jobb és hatékonyabb akkumulátorok, üzemanyagcellák, mágnesek és más alkatrészek születéséhez vezethet.

A Kvantum Tudomány és -Technológia Nemzetközi Éve 2025-ben tehát számos rendezvénnyel várja azokat, akiket érdekel a kvantummechanika világa, az IYQ 2025 két napos hivatalos megnyitója pedig február 4-én hivatalosan is kezdetét vette az UNESCO központjában, Párizsban. Az IYQ 2025 rendezvényeinek listáját itt találjuk, de ezek mellett sok más előadást is tartanak majd szerte a világban a kvantumtudomány témakörében.

(Fotó: CERN, HoAnneLo/Pixabay)

Itt készül a jövő - a BME laboratóriumában jártunk, ahol a kvantumforradalom alapjait építik A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Karának (BME VIK) épülete rejti azt a laboratóriumot, ahol a jövő kvantuminformatikai rendszereinek fejlesztése zajlik, a múlt héten pedig mi is betekintést kaphattunk azokba a kísérletekbe és a berendezések működésébe, amelyek az elkövetkező években potenciálisan forradalmasíthatják a kommunikációs hálózatokat.

"Kvantumapokalipszis" miatt kongatják a szakértők a vészharangot A kvantumszámítógépek érkezésével hamarosan szinte az összes ma használt titkosítási rendszer pillanatok alatt feltörhető lesz, ami a bankszámlánktól a kritikus infrastruktúrákig mindenre hatalmas veszélyt jelent.