Mokslo ir technologijų pasaulis

Prieš kiek daugiau nei pusantrų metų į Lietuvą sugrįžęs fizikos mokslų daktaras Audrius Alkauskas neslepia, kad čia dirbti sunkiau – mokslinę veiklą varžo vešli biurokratija, trūksta dinamiškumo ir tarptautinės patirties, tačiau trūkumus bent iš dalis atsveria galimybė prisidėti prie savo šalies kūrimo. A.Alkausko patirtis rodo, kad atlikti unikalius tyrimus, net ir tokioje naujoje srityje kaip kvantinė kompiuterija, galima ir gyvenant Lietuvoje.

Iš Anykščių kilęs Fizinių ir technologijos mokslo centro vyresnysis mokslo darbuotojas A.Alkauskas (38 m.) sako visada žinojęs, kad išvažiuos: anot jo, kiekvienam mokslininkui judėti moksle privaloma, tačiau svarbu nepamiršti ir sugrįžti.

Mintys apie išvykimą sustiprėjo mokantis Vilniaus universitete (VU) magistrantūrą savo idėjomis pasidalinus su kai kuriais dėstytojais ir suvokus, kad jie ne visiškai suprato tuometinį pasaulinio mokslo lygį.

„Per „Erasmus“ mainų programą pusmečiui išvažiavau mokytis į Kopenhagą. Tuomet man dangus atsivėrė – visai kita dinamika. Supratau, kad  išvažiuoti buvo būtina“, – prisiminė A.Alkauskas.

VU fiziką studijavęs mokslininkas tęsti doktorantūros mokslų 2002-aisiais išvyko į Bazelio universitetą Šveicarijoje. Po doktorantūros mokslinius tyrimus vykdė prancūziškoje Šveicarijos dalyje, viename iš geriausių Europos universitetų Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL). A.Alkauskas Šveicarijoje praleido beveik 9 metus, o vėliau 3,5 metų dirbo Kalifornijos Universitete Santa Barbaroje (JAV). Galiausiai supratęs, kad jau sukaupė užtektinai žinių individualiai veiklai, 2014 m. birželį lietuvis sugrįžo.

Nebe tokia, bet vis dar provincija

Apie Lietuvą daugiau nei dešimtmetį užsienyje praleidęs fizikas susidarė dvejopą įspūdį.

„Yra šviesių taškų moksle, pavyzdžiui, fizikoje, tik šviesių taškų koncentracija dar nėra tokia, kaip Vakarų universitetuose, – pasakojo A.Alkauskas. –Kalbant apie neigiamą pusę, nėra yra aiškiai suvokiama, kas prie ko. Pavyzdžiui, mokslo įstaiga turi generuoti mokslą ir idėjas, o Lietuvoje kartais viskas labai suformalizuojama. Aš nesu per gyvenimą tiek popierėlių pasirašinėjęs, kiek tenka Lietuvoje.“

Pasak A.Alkausko, šį biurokratinį iš sovietinių laikų likusį aparatą gimdo nepasitikėjimas vienas kitu – įstaigų darbuotojai tikrina vieni kitus, įstaigos tikrina įstaigas, taip suveši gajus mechanizmas.

„Lietuvai trūksta tarptautiškumo. Kai nuvažiuoju į užsienio universitetus, jaučiu dinamiškumą: išeini 19 val. atsigerti kavos, visi dirba, zuja, sukasi, o pas mus to nėra. Iš to dar matau, kad esame provincija, bet ne visiška provincija“, – pasakojo mokslininkas.

Paklaustas, kaip galima būtų pagerinti Lietuvos mokslininkų gyvenimą, A.Alkauskas lietuvius paragino labiau pasitikėti vienas kitu ir nebijoti į darbą priimti geresnių už save – iš pradžių tai gali pasirodyti baisu ir rizikinga, tačiau galiausiai laimės visi.

Fizikas užsiminė pažįstantis sugrįžti norintį mokslininką, kuris turi įspūdingų pasiekimų – 7  straipsnius „Nature“ grupės žurnaluose, – tačiau nežino, kaip tai padaryti.

„Gali nebūti resursų, bet yra šioks toks nusikaltimas, kad toks žmogus negali sugrįžti į Lietuvą“, – kalbėjo A.Alkauskas.

Tobulina šviestukus

A.Alkauskas yra fizikas teoretikas. Mokslininko darbas, kaip pats įvardina – išvedinėti formules, skaičiuoti, skaičius lyginti su eksperimentų rezultatais ir siūlyti idėjas naujiems eksperimentams. Beveik visuomet darbas vyksta su ne Lietuvoje įsikūrusiomis fizikų eksperimentatorių grupėmis.

Daugeliui atrodo, kad puslaidininkiai yra labai senas sritis, tačiau A.Alkauskas primena, kad puslaidininkiai yra aukštųjų technologijų pagrindas – pažvelgę į mus supančią elektroniką ar šviestukus pamatysime, jog visos kietesnės medžiagos pagamintos iš puslaidininkių, kurių savybes jis ir tiria. 

„Mūsų naudojami puslaidininkiniai šviestukai (LED‘ai) pasiekia tik trečdalį galimo efektyvumo. Du trečdaliai eina į šilumą, o ne į šviesą. Iš tų dviejų trečdalių energija dingsta įvairias kanalais ir vienas jų – energija pranyksta pačioje medžiagoje, nes medžiaga nėra tobula“, – aiškino A.Alkauskas.

Būtent šiuos netobulumus, arba defektus, optoelektroniniuse prietaisuose fizikas ir tyrinėja.  Dabar jis visą dėmesį sutelkęs į galio nitrido šviestukų tobulinimą. Tyrimai ateityje gali leisti padidinti jų efektyvumą.

Ateitis – kvantiniai kompiuteriai

Aišku, mūsų maža grupė negali konkuruoti su „Microsoft“ ar „Google“, bet mes turime savo  nišą.

Tačiau vis dažniau A.Alkausko dėmesį prikausto palyginti nauja, tačiau sparčiai populiarėjanti sritis – kvantinė kompiuterija.

Kvantiniai kompiuteriai ateityje, manoma, leis akimirksniu apdoroti milžiniškus informacijos kiekius ir išspręsti žmonėms bei dabartiniams kompiuteriams neįveikiamas problemas.

Įprastiniai silicio tranzistorių pagrindu veikiantys kompiuteriai naudoja bitus, kurie gali vienu metu būti arba 0, arba 1, o kvantiniai kompiuteriai – kubitus, kurie vienu metu gali užimti abi pozicijas, todėl skaičiavimo galimybės padidėja daugybę kartų.

Esminis iššūkis yra sukurti tranzistorius kvantiniams kompiuteriams. A.Alkausko teigimu, šiuo metu egzistuoja kelios dešimtys kandidatų (medžiagų) kvantinių kompiuterių tranzistoriams, pasaulio mokslininkai ieško geriausio.

„Faktiškai mažiukai atomai, kurie įkalti puslaidininkyje, gali būti kaip kvantiniai bitai. Mes su studentais bandome ieškoti idealių sistemų kvantiniams bitams realizuoti pasiremdami esančiais neidealiais kandidatais“, – sako mokslininkas.

Nori būti pirmi

Kvantinė kompiuterija jau kuris laikas atsidūrusi ir didžiųjų pasaulio technologijų įmonių akiratyje.

„Google X“ tyrimų skyrius  investuoja į superlaidininkais paremtus kvantinius bitus. Ši metodika toliausiai pažengusi – anot A.Alkausko, superlaidininkų pagrindu jau sukurti ir procesoriai. „Microsoft“ taip pat kuria kvantinius kompiuterius ir tam naudoja kompiuterius, paremtus medžiagų topologinėmis savybėmis.

Tačiau abiejų bendrovių metodai turi vieną trūkumą – taip sukurti kvantiniai kompiuteriai  galėtų veikti tik itin žemoje temperatūroje, nes kambario temperatūroje šios medžiagos nebetektų savybių.

A.Alkauskas su studentais mėgina rasti puslaidininkių, kuriuos pavyktų kvantinei kompiuterijai panaudoti kambario sąlygomis. A.Alkauskas Kauno Technologijos universitete dėsto kietojo kūno fiziką trečiojo kurso studentams.

„Aišku, mūsų maža grupė negali konkuruoti su „Microsoft“ ar „Google“, bet mes turime savo  nišą. Nesame vieninteliai šioje srityje – čia konkurencija milžiniška, bet siekiame tapti savo srities lyderiais“, – pasakojo lietuvis.

Ieškodamas kandidatų kvantinei kompiuterijai mokslininkas čia taip pat panaudoja medžiagos defektus, tačiau, skirtingai nei defektai šviestukuose, čia jie ne maišo, o padeda kurti medžiagas su „fantastinėmis savybėmis“, kurias galima valdyti šviesa.

„Puslaidininkyje įkalintas atomas valdomas optiškai. Kadangi galime jį naudoti kaip mažą magnetuką, kurio magnetinė rodyklė gali žiūrėti į viršų arba apačią – tai yra mūsų kvantinis bitas, – kalbėjo A.Alkauskas. –  Ateityje į šį metodą noriu daug investuoti, nes matau pasaulines tendencijas ir norėtųsi būti vienam iš pirmųjų.“