Τζον Μαρτίνις: «Αν έλεγα στον Αϊνστάιν τι πετύχαμε με την κβαντική θα τον εξέπληττε»

O κάτοχος του Νομπέλ Φυσικής 2025 μιλάει στα «ΝΕΑ Σαββατοκύριακο» για την κβαντομηχανική και τον τεράστιο υπολογιστή που επιθυμεί να φτιάξει, τις συμβουλές που θα έδινε στους νέους επιστήμονες, αλλά και τη... σχέση του με την Ελλάδα.

«Δεν υπάρχει προηγμένη τεχνολογία σήμερα που να μη βασίζεται στην κβαντομηχανική», τόνισε ο Όλε Ερικσον, πρόεδρος της Επιτροπής Νομπέλ Φυσικής, κατά την ανακοίνωση ότι το φετινό βραβείο απονέμεται στους Τζον Κλαρκ, Μισέλ Ντεβορέ και Τζον Μαρτίνις «για την ανακάλυψη μακροσκοπικής κβαντομηχανικής διάνοιξης σηράγγων και κβάντωσης ενέργειας σε ηλεκτρικό κύκλωμα». Ανέφερε μάλιστα ότι οι ανακαλύψεις των τριών επιστημόνων άνοιξαν τον δρόμο για τεχνολογίες όπως το κινητό τηλέφωνο, οι κάμερες και τα καλώδια οπτικών ινών.

 

Άρα εν μέρει, λέω πειρακτικά στον Τζον Μαρτίνις, φταίτε κι εσείς για το γεγονός ότι πολλοί από εμάς χάνονται επί ώρες στο κινητό μας. Απαντά γελώντας: «Η αλήθεια είναι ότι είχα κι εγώ το μερίδιό μου σε αυτό. Φυσικά, υπάρχουν πολλά οφέλη και οι άνθρωποι πρέπει να μάθουν πώς να χρησιμοποιούν σωστά την τεχνολογία. Αλλά κάποια επιτεύγματά της είναι σαν ένα μαχαίρι που κόβει και από τις δύο πλευρές».

Είναι νωρίς το πρωί στην Καλιφόρνια, απ’ όπου μας μιλάει ο καθηγητής Φυσικής στο πανεπιστήμιο της Σάντα Μπάρμπαρα και τα συγχαρητήρια δεν σταματούν να καταφθάνουν για το βραβείο Νομπέλ. «Είναι υπέροχο να γυρνάς πίσω στον χρόνο και να θυμάσαι τι συνέβη. Είναι πολύ διασκεδαστικό το ότι οι τρεις μας, ο Τζον, ο Μισέλ κι εγώ πρέπει να συντονίσουμε τις ομιλίες μας για την τελετή απονομής των βραβείων Νομπέλ. Γυρίζουμε πίσω στη δεκαετία του ’80, όταν συνεργαζόμασταν και συζητούσαμε παθιασμένα για το πώς να κάνουμε τα πράγματα με τον σωστό τρόπο. Επίσης απολαμβάνω το ότι μιλάω με τηλεδιάσκεψη σε νέους σε όλο τον κόσμο – σε λίγο θα μιλήσω σε φοιτητές στο Νεπάλ. Μέρος του βραβείου Νομπέλ είναι να γίνω πρεσβευτής της επιστήμης στους νέους. Χαίρομαι πολύ γι’ αυτό».

Περιγράφει τα πολλά μέιλ που δέχτηκε από Ελλάδα – «εξεπλάγην, αλλά μετά κατάλαβα ότι νόμιζαν πως είμαι Έλληνας λόγω του επιθέτου μου». Είμαι κροατικής καταγωγής, απάντησε σε συναδέλφους, υπάρχει όμως μια μικρή ανατροπή. «Ο πατέρας μου ήταν από το νησί Κόμεζα στην Αδριατική, έξω από το Σπλιτ. Κάποιοι έψαξαν τα εκκλησιαστικά αρχεία – βρήκαμε ότι θεωρούσαν την οικογένειά μας νεοφερμένη στο νησί, παρότι βρισκόμασταν εκεί 400 χρόνια. Άρα από κάπου ήρθαμε και το πιο πιθανό είναι να φτάσαμε από την Ελλάδα μια και το επίθετό μας δεν είναι τόσο ασυνήθιστο εκεί, όσο στην Κροατία». Επίτιμος Έλληνας, λοιπόν, αρκετά μας απασχόλησε κι αυτό σε μια εποχή που η επιστήμη αποτελεί παγκόσμια γλώσσα, ας πάμε στα σημαντικά.

Πίσω στη δεκαετία του ’80, όταν κάνατε τα πειράματά σας που σας οδήγησαν σήμερα στο Νομπέλ, πού πιστεύατε ότι θα οδηγούσαν; Είχατε φανταστεί τον κόσμο όπως είναι σήμερα;

Με αφορμή το Νομπέλ σκεφτόμουν την ιστορία και τι συνέβη. Ο Τζον Κλαρκ έκανε κάποια πειράματα που δεν ήταν τόσο διάσημα όσο αυτό για το οποίο τιμηθήκαμε, αλλά έδειχνε ότι μπορούσες να κατασκευάσεις ηλεκτρικές συσκευές και να εντοπίσεις κβαντικά φαινόμενα σε αυτές, όπως κβαντικό θόρυβο. Ήταν κάτι που δεν είχε σκεφτεί. Ο καθηγητής Τόνι Λέτζετ, που βραβεύτηκε με Νομπέλ Φυσικής το 2003, παρατήρησε ότι αυτές οι μικροσκοπικές μεταβλητές, τα ρεύματα και η τάση, στην ουσία περιγράφουν δισεκατομμύρια ηλεκτρόνια που ρέουν, αλλά δεν είχε αποδειχτεί.

Αποφασίσαμε να δουλέψουμε πάνω σε αυτό και να κάνουμε το πείραμα σωστά, να το αποδείξουμε οριστικά. Λειτούργησε πολύ καλά. Μετρήσαμε όλες τις παραμέτρους, τα δεδομένα ήταν καθαρά και φαινόταν θα μπορούσε να ανοίξει ένα πεδίο. Το Saclay στη Γαλλία, όπου βρισκόταν ο Μισέλ Ντεβορέ, είχε μόλις ξεκινήσει ένα νέο εργαστήριο και εγώ ήμουν ο πρώτος μεταδιδακτορικός φοιτητής. Κάναμε όλο και καλύτερα πειράματα που απέδειξαν ότι η κβαντική διάνοιξη σηράγγων ήταν δυνατή με μεγάλα αντικείμενα. Και τότε προέκυψε όλη η ιδέα της κβαντικής υπολογιστικής και των qubits (σ.σ. στοιχειώδης μονάδα κβαντικής πληροφορίας). Χρειάστηκαν μερικά χρόνια για να βρούμε τη χρηματοδότηση και να καταλάβουμε τι να κάνουμε, αλλά μετά ο τομέας άρχισε να αναπτύσσεται. Δεν περίμενα να αναπτυχθεί με τον τρόπο που έγινε αλλά έχει πολύ ενδιαφέρον.

Η κβαντομηχανική είναι δύσκολο να εξηγηθεί. Αν και κατατάσσεται ως ακριβής επιστημονική θεωρία, έχει πολλούς γρίφους και παράδοξα. Μέσω αυτής μαθαίνουμε ότι τα γεγονότα μπορούν να συμβούν χωρίς αιτία, ότι αντικείμενα μπορούν να βρίσκονται σε δύο μέρη ταυτόχρονα, ότι η παρατήρηση του Σύμπαντος μπορεί να το διαταράξει και ότι συστήματα με στοιχεία που βρίσκονται σε όλο τον γαλαξία μπορούν να λειτουργήσουν ως στιγμιαίο σύνολο. Σκέφτομαι ότι αυτό που θεωρούσαμε αδύνατο, η κβαντομηχανική το δείχνει εφικτό. Δεν αλλάζει έτσι η ανθρώπινη εμπειρία;

Η αλήθεια είναι ότι αποτελεί μια κάπως παράξενη φυσική ερμηνεία, τα μαθηματικά που την αφορούν είναι λίγο δύσκολα και δυσνόητα. Τώρα οι νέοι με τους κβαντικούς υπολογιστές μπορούν να δουν μια απλοποιημένη εκδοχή της κβαντομηχανικής με qubits και να αρχίσουν να κάνουν πειράματα. Το πρόβλημα είναι ότι δεν το βλέπεις γύρω σου στην καθημερινή ζωή, αλλά μόλις αρχίσεις να παίζεις με το qubit καταλαβαίνεις τι συμβαίνει και στη συνέχεια αποκτάς περισσότερη διαίσθηση περί φυσικής. Ξέρετε, η επιστήμη και η τεχνολογία κάνουν δυνατά αυτά που θεωρούσαμε αδύνατον να συμβούν. Ναι, αλλάζουμε, ανακαλύπτουμε, προχωράμε. Ευτυχώς.

Τι θα λέγατε στους νέους επιστήμονες σήμερα;

Ψάχνετε για πράγματα με τα οποία να ασχοληθείτε στην καριέρα σας – αν κάτι σας φαίνεται πραγματικά ενδιαφέρον, πρέπει να κατανοήσετε πώς να το κάνετε. Παραμείνετε περίεργοι, κάντε ερωτήσεις. Στην καριέρα σας ξαφνικά θα εμφανιστεί μια νέα ιδέα. Πρέπει να την αναγνωρίσετε και να πείτε ότι αυτό με ενδιαφέρει και να βρείτε έναν τρόπο να ασχοληθείτε μαζί του. Δεν ξέρεις αν θα λειτουργήσει. Είχα την πραγματική ευχαρίστηση στην καριέρα μου να κάνω διαρκώς καινούργια πράγματα. Πάντα είχα αντιδράσεις στις καλύτερες ιδέες. Απαιτούσε ψυχική δύναμη και να σκεφτόμαστε σοβαρά πώς να κάνουμε τα επόμενα βήματα. Στην πραγματικότητα, αυτό συμβαίνει με την εταιρεία μας Qolab, αυτή τη στιγμή. Προτείνουμε κάτι πολύ νέο, τη δημιουργία ενός τεράστιου κβαντικού υπολογιστή. Είναι αρκετά δύσκολο να συγκεντρώσουμε τα χρήματα, αλλά πιστεύουμε πραγματικά ότι αυτό είναι το κλειδί για την επόμενη γενιά.
 

Δεν φοβάστε να δοκιμάζετε νέα πράγματα;

Ήμουν ενθουσιασμένος όταν πήγα στην Google και ολοκλήρωσα το 2019 το πείραμα κβαντικής υπεροχής. Ήταν ένα τεράστιο πείραμα για να δείξω ότι οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να είναι πραγματικά ισχυροί. Το επόμενο βήμα ήταν να κατασκευάσω έναν κβαντικό υπερ-υπολογιστή. Έφυγα από την Google επειδή τα πράγματα δεν λειτουργούσαν για μένα εκεί. Ήταν υπέροχο όμως επειδή μπορούσα να σκεφτώ πια πολύ ελεύθερα. Έτσι είχα αρκετές ιδέες τόσο για την κβαντική όσο και για επιχειρηματικά μοντέλα συνεργασίας με εταιρείες ημιαγωγών, κάτι μοναδικό. Αυτό κάνουμε στην Qolab που ίδρυσα το 2022.

Νομίζω ότι στο μέλλον, μπορούμε να κάνουμε περισσότερα και καλύτερα πράγματα. Συχνά λέω στις ομιλίες μου: Δείτε πόσα qubits είχαμε στα εργαστήρια αυτά τα 10 χρόνια. Όταν θα φτάσουμε το ένα εκατομμύριο, δεν θα ζω. Αν κοιτάξετε την τεχνολογία κατασκευής qubits από το 1985 έως το 2019 είναι εξαιρετική, αλλά νομίζω ότι πρέπει να γίνει ένα μεγάλο άλμα. Η βασική μας ιδέα είναι να χρησιμοποιήσουμε τα πιο σύγχρονα εργαλεία ημιαγωγών και προηγμένη επεξεργασία για να διορθώσουμε τα διάφορα προβλήματα. Ο τρόπος που το κάναμε αυτό είναι να συνεργαστούμε στην πραγματικότητα με μια εταιρεία που ονομάζεται Applied Materials, η οποία κατασκευάζει τα εργαλεία που χρειαζόμαστε. Θέλουμε να το κάνουμε σωστά. Έχουμε πολλές ιδέες.
 

Υπάρχει κάποια ημερομηνία που αυτός ο τεράστιος κβαντικός υπολογιστής μπορεί να είναι έτοιμος;

Έχουμε συμμετάσχει σε κάποια πρόταση για ένα κυβερνητικό πρόγραμμα. Όλοι εκεί μιλάνε για το 2033. Στα επόμενα δύο χρόνια θα δούμε αν ο τρόπος μας είναι ο σωστός και εάν ναι, η εξέλιξη θα είναι ραγδαία. Υπάρχει πολλή δημοσιότητα στον τομέα μας και αυξάνονται οι προσδοκίες, αλλά προσπαθώ να είμαι ρεαλιστής. Νομίζω ότι αυτό το είδος χρονικής κλίμακας είναι εφικτό. Αλλά θα πρέπει να το κάνουμε σωστά και δεν είναι εύκολο.
 

Ο Αϊνστάιν βοήθησε στη διαμόρφωση της κβαντικής θεωρίας, αλλά στο τέλος εξέφρασε αμφιβολίες. Αν τον βλέπατε σήμερα, τι θα του λέγατε;

Αυτή είναι μια τόσο καλή ερώτηση, πρέπει να το σκεφτώ. Ήταν καταπληκτικός στοχαστής. Έχουν γίνει πολλά πειράματα μετά το πείραμα Αϊνστάιν-Ρόζεν (σ.σ. πείραμα, γνωστό και ως το παράδοξο EPR, που προτάθηκε από τους Αλμπερτ Αϊνστάιν, Μπόρις Ποντόλσκι και Νάθαν Ρόζεν για να υποστηρίξουν ότι η κβαντομηχανική είναι μια ελλιπής θεωρία). Θα του έδειχνα το πείραμα κβαντικής υπεροχής, όπου αποδείξαμε ότι μπορούμε να δημιουργήσουμε υπολογιστικούς χώρους, τους οποίους ονομάζουμε χώρους Χίλμπερτ που είναι 10 στη 16η δύναμη, σε μέγεθος. Τεράστιοι. Θα τον εξέπληττε. Πιστεύω ότι θα ενθουσιαζόταν με τις εξελίξεις για τις μαύρες τρύπες στην αστροφυσική. Και με το GPS. Θα ήταν ενθουσιασμένος με όλες τις ιδέες από το κβαντικό πεδίο.

Ας ενθουσιαστούμε κι εμείς. Μιλήστε μας για τις εφαρμογές αυτής της νέας τεχνολογίας στο μέλλον. Πώς θα αλλάξει τη ζωή μας;

Ενας μεγάλος κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε να επιταχύνει την πρόοδο της ανακάλυψης φαρμάκων και κάθε άλλης επιστημονικής έρευνας. Συνεργαζόμαστε με μια εξαιρετική ομάδα επιστημόνων υπολογιστών, θεωρητικών, προγραμματιστών αλγορίθμων και άλλους. Οταν γράψαμε πρόσφατα μια κυβερνητική πρόταση, το συζητήσαμε. Ο κβαντικός υπερ-υπολογιστής θα είναι κρίσιμος για τον υπολογισμό των μορίων, της χημείας, του τρόπου με τον οποίο αλλάζουν τα υλικά. Τελευταία, συχνά αναφέρεται πως θα συνδυαστεί ένας κβαντικός υπολογιστής με τη μηχανική μάθηση και την τεχνητή νοημοσύνη.
 

Το περιοδικό «Foreign Policy» έγραψε πρόσφατα ότι οι κβαντικοί υπολογιστές και η τεχνητή νοημοσύνη βρίσκονται ακόμη στα αρχικά στάδια ανάπτυξής τους, αλλά είναι δύο πιθανοί «δαίμονες» που αν συνεργαστούν, δεν μπορούμε να προβλέψουμε τα αποτελέσματα.

Εμένα μου αρέσει η ιδέα της συνεργασίας τους. Επειδή θα μπορούμε να φτιάξουμε καλύτερα φάρμακα, καλύτερα υλικά, που δεν θα χρησιμοποιούν σπάνιες γαίες ή ουσίες τοξικές και μη φιλικές προς το περιβάλλον. Συμφωνώ ότι πρέπει να σκεφτούμε το πώς η τεχνητή νοημοσύνη θα μας επηρεάσει με τον σωστό τρόπο. Η εικασία μου είναι ότι καθώς καταλαβαίνουμε πως οι υπερυπολογιστές και η τεχνητή νοημοσύνη συνυπάρχουν προχωρώντας, το ίδιο θα εφαρμοστεί και στην κβαντική. Αυτή τη στιγμή βλέπουμε τι γίνεται με την τεχνητή νοημοσύνη. Για παράδειγμα, ο Τζέφρι Χίντον, που αποκαλείται «νονός της ΤΝ», εργάστηκε στην Google αλλά μετά έφυγε επειδή ήθελε να είναι ελεύθερος να μιλήσει για τους πιθανούς κινδύνους. Εκτιμώ κάποιον με τόσες γνώσεις που κάνει κάτι τέτοιο, προσπαθεί να βεβαιωθεί ότι τα προσεγγίζουμε όλα σωστά.

Κατανοώ ότι σε μια ιδιωτική εταιρεία όπως η Google ανησυχούν για την ανταγωνιστικότητα και θέλουν να κρατήσουν μυστικά. Ένας από τους λόγους που έφυγα κι εγώ από την Google ήταν αυτός. Είχαμε διαφορετικές απόψεις για το τι πρέπει να μη λέγεται. Αν θέλω να φτιάξω έναν υπερυπολογιστή ή έναν κβαντικό υπολογιστή, πρέπει να είμαι ελεύθερος να μιλήσω λίγο γι’ αυτό με άλλους επιστήμονες. Δεν μπορούμε να είμαστε αλαζονικοί και να σκεφτόμαστε ότι γνωρίζουμε τα πάντα.
 

Ποιο είναι το Άγιο Δισκοπότηρο για τη Φυσική αυτή τη στιγμή;

Εγώ είμαι επικεντρωμένος στον κβαντικό υπολογιστή. Moυ αρέσει, όμως, να φτιάχνω κβαντικές συσκευές και ιδιαίτερα κβαντικούς ανιχνευτές πρωτονίων. Ένας συνάδελφος στο Πανεπιστήμιο της Σάντα Μπάρμπαρα τους χρησιμοποιεί για να παρατηρεί εξωπλανήτες, να τους ανακαλύπτει. Μου αρέσει πολύ η αίσθηση ότι δημιουργούμε συσκευές που οι άνθρωποι μπορούν να χρησιμοποιήσουν στο μέλλον. Το βρίσκω συναρπαστικό.


ΠΗΓΗ: in