«Дикие карты» будущего. Форс-мажор для человечества

Весьма важно понять следующее: в сущности, все нанотехнологии переводят квантовые процессы на макроскопический уровень, что формально противоречит принципу соответствия. С другой стороны, мысленный эксперимент с «кошкой Шредингера» указывает, что макроскопические квантовые процессы вполне реализуемы.

Любой квантовомеханический эффект, сколь бы странным и экзотичным он ни был, рано или поздно будет воплощен в одной из нанотехнологий. Одним из важнейших направлений развития нанотехнологий станет практическая реализация квантовых парадоксов, прежде всего – парадокса Зенона и парадокса Эйнштейна – Подольского – Розена.

Технологизация квантовомеханических представлений о спутанных состояниях является «главным вариантом» развития нанотехнологического пакета. Такие исследования могут сначала привести к возникновению квантового компьютера со сверхвысоким быстродействием и технологии управления вероятностями, а затем – открыть возможности для нового прогресса в области силовых машин, двигателестроения, энергетики.

Заметим в заключение, что, на наш взгляд, нанотехнологии подразумевают управление вероятностями.

Институционально технологический проект не достроен[55], а его нормативноправовое оформление даже не начиналось.

Ядро ТП «Нанотехнологии»

В настоящее время ядро пакета «Нанотехнологии» неоднородно, а также технологически и институционально дефициентно.

Базовой технологией пакета является «атомный манипулятор», который представляет собой зондовый микроскоп, плюс технология измерения нанообъектов, то есть тот же зондовый микроскоп вместе с накопленными метрологическими техниками. В этом смысле можно сказать, что атомный манипулятор – это ускоритель частиц, фокусировка и управление потоком которых осуществляется с очень высокой точностью.

С другой стороны, основой нанотехнологий является мезоскопическая физика, которая с приемлемой точностью описывает квантовые среды, для которых существенна квантовая когерентность. Теория квантовых сред породила ряд технологий синтеза наноматериалов: плазменный синтез, взрыв проводников, молекулярное и ионное наслаивание, восстановление тонких пленок.

Мезоскопическая физика открыла принципиально важный эффект, который с очевидностью будет технологизирован и уже техно логизируется. Речь идет о квантовых точках – областях пространства, представляющих собой потенциальную яму, и квантовых антиточках – областях пространства, представляющих собой потенциальный барьер.

Интересно, что создание электронных устройств нанотехнологического масштаба мыслимо двумя путями – микролитографическим, то есть, по сути, с использованием той или иной разновидности зондового микроскопа, и через создание квантового транзистора как сочетания «точки» и «антиточки».

Таким образом, современные нанотехнологии представляют собой административное объединение двух линий развития, одна из которых воплощена в зондовом микроскопе – атомном манипуляторе, а другая – в мезоскопической физике, то тесть в синтезе наноматериалов и создании квантовых транзисторов. Заметим здесь, что даже генетически эти подходы различны: грубо говоря, один идет через оптику и метрологию, другой – через квантовую теорию поля. Пересекаются они только на уровне представлений о «физике вообще», что соответствует временам И. Ньютона.

Понятно, что в такой ситуации нанопакет либо расколется на два различных и не связанных между собой пакета (в сценарии инерционного развития такой исход неизбежен), либо будет создана универсальная технология манипулирования, объединяющая мезоскопический и атомарно-силовой подход. Понятно, что такая технология, в настоящее время отсутствующая, будет базовой для ТП «Нанотехнологии».

Необходимо также учесть, что нанопакет не только технологически не достроен, но и не оформлен институционально в сравнении с другими технологическими пакетами «мейнстрима», и плохо прописан в нормативно-правовом пространстве. В настоящее время предпринимаются первые попытки выстроить институциональные решения: Национальная инициатива в области нанотехнологий в США, создание корпорации «Роснанотех» в РФ.

Периферия ТП «Нанотехнологии»

В настоящее время атомарно-силовой манипулятор используется в микролитографии, что позволило перейти к созданию микросхем сверхвысокой интегрированности и возникновению наноэлектроники. По всей видимости, однако, магистральным направлением в этой области будет не микролитография, а создание упорядоченных комбинаций квантовых точек/антиточек – нанотранзиторов. Такая технология породит также наносенсоры, а в сочетании со спинтроникой позволит перейти на очередную ступень микроминиатюризации электронных устройств – фентоэлектронике, которая вытеснит современный «нанотехнологический» подход.