Ліам Холл, який виріс на фермі в Австралії, був механіком, який «отримав жирні та подряпані кісточки», але останніми роками його кар’єра прийняла більш технічний поворот.

Зараз він очолює відділ квантової біотехнології в CSIRO, національному науковому агентстві Австралії.

“У мене трохи дивне минуле. Я завжди хотів бути дизельним механіком. Якийсь час я займався цим, я захотів займатися інженерією в університеті. Це познайомило мене з фізикою, а потім із квантовою фізика. Поїздка на американських гірках — це хороший спосіб описати це», — каже він.

Його команда розробляє діагностичні технології, експериментуючи з мікросенсорами, створеними з крихітних шматочків алмазів розміром близько 50 нанометрів (приблизно в 1000 разів тонше людського волосся), щоб перевірити рівень заліза у пацієнтів.

Сучасні методи контролюють білок, відомий як феритин, механізм зберігання заліза в організмі. Хоча моніторинг феритину є хорошим способом вимірювання заліза, було б точніше виміряти фактичний рівень заліза в білку.

Одним із способів зробити це було б виміряти крихітні магнітні поля, створювані залізом. Але є одна велика проблема з таким підходом.

«[Магнітне поле] зовсім крихітне, і його неможливо виміряти будь-якими традиційними магнітометрами чи мікроскопами», — пояснює доктор Холл.

Проте нанорозмірні квантові датчики доктора Холла можуть виявляти ці крихітні поля та вимірювати їх.

Він каже, що в майбутньому ця технологія зможе розробити ранню діагностику будь-якої конкретної хвороби, включаючи спостереження за певними гормонами або білками, які можуть вказувати на рак.

«Перевага квантової системи завжди полягала в тому, що ви можете досягти набагато, набагато кращої чутливості та легшої ідентифікації хімічних речовин за набагато менших витрат», — каже д-р Холл.

Доктор Холл є частиною глобального поштовху до розробки квантових технологій. Великобританія, Китай, США та інші країни намагаються використати дивні властивості квантової механіки.

«Quantum — одна з найперспективніших можливостей зростання Австралії — шанс створити нові ринки, нові програми», — сказав головний науковий співробітник CSIRO, професор Бронвін Фокс.

Квантова механіка виникла на початку 20-го століття в результаті досліджень найменших об’єктів природи. Вчені вважають, що він може розширити наше розуміння Всесвіту та вирішити складні проблеми швидкості блискавки.

Діапазон застосувань здається величезним; від досягнень у галузі екології та декарбонізації до кібербезпеки та нових ліків. Можуть бути молекули, які «з’їдають вуглець» і видаляють його з атмосфери, квантові батареї для живлення автомобілів, літаки, які розроблені для зниження викидів, і транспортна логістика для зменшення заторів на дорогах.

Однією з цілей квантових досліджень є використання потужності субатомних частинок для зберігання й обробки даних.

У той час як звичайні обчислення зазвичай використовують біти (нулі та одиниці), квантові комп’ютери використовують кубіти, які можуть існувати як нулі, одиниці або комбінації обох одночасно.

Тут все може стати трохи дивним, коли частинки можуть існувати в кількох станах одночасно (це називається суперпозицією), а також бути переплетеними (або заплутаними) одна з одною.

«Використовуючи цей принцип квантової суперпозиції разом з іншим квантовим явищем, відомим як заплутаність, ви можете виконувати обчислення, які просто неможливі за допомогою звичайних комп’ютерів. Це відкриває можливість робити дивовижні обчислення, які можуть кардинально змінити світ, – пояснює професор Ендрю Дзурак з Університету Нового Південного Уельсу.