Автор: Джейкоб Коши (Jacob Koshy)
(thehindu.com) - Решение Таможенного департамента Индии о том, кто может, а кто не может импортировать алмазы, отчасти ослабляет блеск Национальной квантовой миссии (National Quantum Mission, NQM) - инициативы стоимостью 60 млрд индийских рупий, которая может позволить Индии стать лидером в развивающейся области квантовых технологий.
Квантовая технология - это широкий термин, очень похожий на термины «искусственный интеллект» или «нанотехнологии», и применимый к множеству направлений исследований. Она зависит от возможности использовать «квантово-механические» свойства материи, существующие внутри атома, и разработать совершенно новые виды компьютеров, датчиков и систем шифрования, которые, как говорят ее сторонники, сделают наши существующие устройства примитивными по сравнению с ними.
Однако это также означает, что еще предстоит приобрести большой объем знаний об использовании квантовых технологий, и для этого требуются высококвалифицированные ученые, способные провести сложные эксперименты со многими вещами, включая алмазы.
Если геммолога могут интересовать огранка, чистота, цвет и вес бриллиантов в каратах, квантовых исследователей интересуют их «дефекты». Именно уникальное расположение атомов углерода в алмазе придает ему свойства твердости, электропроводности и светопроводимости. Однако в атомной структуре некоторых алмазов иногда отсутствуют два атома углерода. Они замещены атомом азота, а также «дырой», которая называется «азото-замещенной вакансией».
Эти «вакансии» очень чувствительны к малейшим изменениям магнитных полей и тем самым открывают перспективы для исследований. Электрон в такой азото-замещенной вакансии можно индивидуально настроить - внести в него небольшие изменения - и заставить вести себя как кубит. Кубиты, аналогичные битам и байтам классических компьютеров, представляют собой логические состояния квантовых компьютеров и теоретически позволяют мгновенно выполнять вычисления, выходящие за рамки возможностей существующих суперкомпьютеров.
Алмаз, выращенный с «дефектами»
Исследователи также могут использовать лазеры при комнатной температуре для манипулирования этими азото-замещенными вакансиями - это свойство не очень характерно для других элементов и материалов. Но в отличие от бриллиантов, продающихся в ювелирных магазинах, ученые предпочитают алмазы, выращенные в лаборатории и модифицированные с «дефектами» на свой выбор.
В союзном бюджете Индии на 2023 год министр финансов Нирмала Ситхараман (Nirmala Sitharaman) объявила о схеме содействия исследованиям и разработкам в области выращенных в лаборатории алмазов в Индии. Неотличимые от природных алмазов, они считаются экологически более безопасными и этичными. Подобно культивированию микробов, синтетические алмазы выращивают после введения «затравки» в виде природных алмазов. Несмотря на то, что Индия обладает крупной отраслью огранки и полировки алмазов, она запустила производство синтетических алмазов только в нескольких местах. Индийские диамантеры пока не оснащены оборудованием для изготовления алмазов с «дефектами», готовых к применению в квантовых исследованиях. И эта проблема стоит перед учеными.
«Алмазы с соответствующими дефектами приходится импортировать из Европы или США. Однако мое учреждение, являющееся исследовательским центром, не может импортировать эти алмазы, поскольку мы не относимся к геммологам согласно таможенному законодательству Индии. Хотя в Индии есть компании - импортеры и экспортеры, имеющие лицензию на импорт алмазов, это увеличивает затраты на 20%-30%. В результате прекратилось проведение большей части моих исследований в области квантового зондирования (для которых требуются эти алмазы), - рассказал на условиях анонимности изданию The Hindu ученый из одного из Индийских технологических институтов, занимающийся квантовыми исследованиями. - Мы уже много лет обсуждаем этот вопрос на государственном уровне с Таможенным департаментом и Министерством науки и технологий, но ничего не меняется».
При составлении обзорного отчета о состоянии исследований в области квантовых технологий в Индии, опубликованном на прошлой неделе консалтинговой компанией Itihaasa из Бангалора, анонимно были опрошены несколько старших научных сотрудников из различных учреждений - Индийских технологических институтов, Индийского научного института (Indian Institute of Science), Индийских научно-исследовательских институтов (Indian Institutes of Science Education and Research, IISER). Одним из моментов, упомянутых в отчете, было «…разногласие между научными департаментами правительства и Таможенным департаментом по вопросу о разнице между синтетическими алмазами, применяемыми для научно-исследовательских разработок и для ювелирных изделий. Часто требуется несколько месяцев на то, чтобы получить разрешение на использование этих синтетических алмазов, и требуется проведение многократных обсуждений между ответственными исполнителями исследований, Департаментом науки и технологий и Таможенным управлением».
Д-р Аджай Суд (Ajay Sood), главный научный советник правительства Индии, и д-р Абхай Карандикар (Abhay Karandikar), секретарь Департамента науки и технологий, заявили во время презентации этого доклада в Дели, что этот вопрос находится в стадии «рассмотрения».
Министерство науки и технологий объявило о планах по созданию к концу десятилетия квантовых компьютеров на 50-1000 кубитов. Однако квантовые компьютеры во всем мире далеки от того, чтобы быть полезными устройствами, поскольку поддержание электронов - как в «дефектных алмазах» - в их кубитоподобных состояниях является очень сложной задачей.
