Az első „számítógép” 5 atomból állt, és ez volt az, ami a tervezett potenciális képességeit jól érzékeltette. Azóta több atom összekapcsolása igazolta a várt eredményeket. A kutatást folytatják - hiszen kvantummechanika, az atomok tulajdonságai végtelennek tűnő lehetőséget rejtenek bizonyos műveletek elvégzésében. Ennek a lényege: a molekulák a felületen - jelenesetben szénmonoxid, és réz - energetikailag egy metastabil állapotban vannak elrendezve - amit az alacsonyabb energia felé könnyen lehet mozdítani. Az egymásnak feszülő molekulák közül egy megmozdul - ezt követi a többi. Úgy, mintha egymásnak feszülő golyók lennének egy luk felett, és egy elmozdulásával a többi is beleesik a lukba.

A kutatók rájöttek, hogy három szénmonoxid molekula ék alakú elrendezése esetében a réz felületén a középső molekula elmozdításával megváltozik. Úgy rendezték el z molekulákat, hogy amelyik elmozdul, egy újabb hármas ék alakú rendszer metastabil része lesz. A számítási művelet immár „könnyű” minden elmozdulás egy bit információ tartalmú, az elmozdultak logikai 1 - et, a mozdulatlanok logikai 0-t jelentenek. "Ez igazi mérföldkő a nanoméretű számítógépes kutatások területén" -- mondta Andreas Heinrich, az IBM Almaden kutatóközpontjának fizikusa. "A molekula-zuhatag egy teljesen új megközelítése a számítástechnikának. Ez első eset, hogy egy nanoméretű számítógép összes alkatrésze elkészült és működött. Lényegesen kisebb, mint bármely más áramkör, amit eddig készítettek."

Az áramkör mindössze egy elektronvolt feszültséggel működik, ami 100 ezerszer kisebb egy azonos funkciójú félvezető áramkör feszültség szükségleténél. Mindezt az IBM pár fokkal az abszolút nulla fölötti tartományban készítették és működtették, de vélhetően magasabb hő fokozhatja a működési sebességet. "Annak ellenére, hogy a végleges, stabil, struktúráját megtartó molekulát még keresik, az a kísérletekből kiderült, hogy a kvantumszámítógép tökéletes adatbázis-kezelési célokra, például a webes keresésekre, de a szövegszerkesztés nem neki való munka." A számítógép használható kriptográfiai, kódfeltörési feladatokra is. Emiatt érdekes a kutatás az Amerikai Védelmi Minisztérium és a Nemzeti Biztonsági Adminisztráció részére, melyek a Stanford forrásait biztosítják.

A technológiát nevezhetjük "molekula-zuhatag"-nak, „molekula - dominó” -nak, azért mert a működésekor a molekulák egymás mellé állított dominókockák ledőléséhez hasonlóan mozognak. A létrehozott áramkör legfejlettebb technológiával sorozatban gyártott félvezető chipeknél 260 ezerszer kisebbek. Szénmonoxid molekulák alkotják, amelyeket egy rézen rendeznek el. Egyetlen molekula megmozdítása elindít egy reakciót - aminek során hasonló folyamat kezdődik, mint az előbb leírt dominók esetében. Minden molekula elmozdul.
A jelenlegi, Moore törvényével jól leírható processzorgyártási eljárások hamarosan akadályba ütköznek, mivel a mai módszerekkel nem készíthető molekulaméretű chip, emiatt genetikai vagy más technológiát kell használni. "A kvantumszámítógép ott kezdődik, ahol Moore törvénye véget ér"... A kvantumszámítógép az elektronok spinjén alapszik, ezt használja a logikai igen és nem jelölésére. De ismeretlen tényezőkkel is számolni kell, például kis méretük miatt kellően izolált állapotban egyszerre lehetnek mind a két állapotban (szuperpozíció).

A kvantumoknak ez a tulajdonsága egyben előny is, mivel több szám összeadása nem egymás után, hanem egyszerre történik. Ezáltal fantasztikus lehetőségek nyílnak meg bizonyos számításoknál, például komplex algoritmusok vagy keresések terén, mivel pár száz egybekapcsolt atom több milliárd kalkulációt tud egy időben végezni. A függvények ismétlődő szakaszainak, a dinamikus lineáris egyenleteknek az elméleti, hosszú ideig tartó kutatására is megoldást hozhatnak. Már az egyik komoly matematikai problémát sikerült a kísérleti géppel megoldaniuk: ismétlődő szakaszokat találni egy függvényben, a kvantumgép egy lépésben megoldotta a feladatot. Hasonlóan alkalmazható a dinamikus lineáris egyenletek megoldására mert a kísérleti „gép” nem ciklusokban dolgozik, a hagyományos számítógépeknek ciklusokra van ehhez szükségük.

Konklúzió - folyamatosan működtethető lesz a szervetlen molekulából áramkör, de meg kell találni a megfelelő molekulát, mert ez esetben (szénmonoxid) a struktúra megváltozása után azt helyreállítani technikai okból nem lehet. (lehet, hogy már megtalálták?)

Geza Papp dr
Networksecurity and Virusanalyst