Σήμερα, οι συσκευές αναπαραγωγής MP3 που είναι μικρότερες από ένα βιβλίο με αγώνες μπορούν να χωρέσουν δύο gigabyte πληροφοριών — αρκετό χώρο για περίπου 500 τραγούδια. Όταν πρόκειται για τις δυνατότητες, την ισχύ, την ταχύτητα και την ενεργειακή απόδοση που είναι δυνατόν να συσκευαστούν σε ένα κινητό τηλέφωνο ή ένα φορητό υπολογιστή, ένα φαινόμενο που ονομάζεται κβαντικός αντικατοπτρισμός δείχνει ότι η επιφάνεια μπορεί να έχει μόνο γρατσουνιές μέχρι στιγμής. Ουσιαστικά, ο κβαντικός αντικατοπτρισμός είναι ένα φαινόμενο που υποδηλώνει ότι τα δεδομένα μπορούν να μεταφερθούν χωρίς συμβατικά καλώδια.
Το 1993, οι επιστήμονες της IBM ανακάλυψαν την έννοια του κβαντικού αντικατοπτρισμού. Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να θεωρηθεί ως σημείο καμπής στην ιστορία της νανοτεχνολογίας, ακόμη και όταν τα ολοκληρωμένα κυκλώματα πλησιάζουν το όριο τους στη σμίκρυνση. Όσο προηγμένη κι αν έχει γίνει αυτή η τεχνολογία, εξαρτάται από κάτι που εφευρέθηκε τον 19ο αιώνα – τα καλώδια. Τελικά, τα καλώδια γίνονται πολύ μικρά για την αποτελεσματική ροή των ηλεκτρονίων και η σύνδεση σβήνει.
Αυτοί οι επιστήμονες της IBM πιστεύουν ότι ο κβαντικός αντικατοπτρισμός μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία κυκλωμάτων σε ατομική κλίμακα. Αντί να ρέουν μέσα από καλώδια, οι πληροφορίες σε αυτό το ατομικό κύκλωμα οδηγούν ένα κύμα σε μια θάλασσα ηλεκτρονίων.
Μια ομάδα της IBM, με επικεφαλής τον Don Eigler, δημιούργησε ένα πείραμα για να επιδείξει τον κβαντικό αντικατοπτρισμό σε δράση. Χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο σάρωσης, σήραγγας, συναρμολόγησαν μια έλλειψη με διάμετρο 5,000 φορές μικρότερη από αυτή μιας ανθρώπινης τρίχας. Η έλλειψη σχηματίστηκε από ένα περιδέραιο 36 ατόμων κοβαλτίου στην επιφάνεια ενός κρυστάλλου χαλκού που είχε ψυχθεί στους τέσσερις βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν.
Χρησιμοποίησαν μια έλλειψη επειδή, ως γεωμετρικό σχήμα, έχει τα λεγόμενα σημεία εστίασης σε κάθε άκρο του μακρού άξονά της. Εάν σχεδιάσετε μια γραμμή από ένα σημείο εστίασης σε οποιοδήποτε σημείο της έλλειψης και μετά στο αντίθετο σημείο εστίασης, η απόσταση θα είναι πάντα η ίδια.
Χρησιμοποίησαν χαλκό επειδή δεν είναι μαγνητικός και τα άτομα κοβαλτίου είναι μαγνητικά. Έβαλαν τον χαλκό σε βαθιά κατάψυξη γιατί όταν είναι τόσο κρύο, τα ηλεκτρόνια στον χαλκό παράγουν έναν συντονισμό που ονομάζεται φαινόμενο Kondo όταν ένα άτομο κοβαλτίου έρχεται σε επαφή μαζί τους. Το φαινόμενο Kondo είναι η αντίληψη ότι η ηλεκτρική αντίσταση αποκλίνει όταν η θερμοκρασία είναι κοντά στο 0 Kelvin.
Η έλλειψη ατόμων κοβαλτίου σχημάτισε ένα μαντρί που περιείχε ηλεκτρόνια από τον κρύσταλλο χαλκού. Όπως ήταν αναμενόμενο, όταν οι επιστήμονες της IBM χρησιμοποίησαν το μικροσκόπιο σάρωσης, σήραγγας για να τοποθετήσουν ένα άτομο μέσα στην έλλειψη, είδαν το φαινόμενο Kondo. Όμως, όταν μετέφεραν το άτομο κοβαλτίου σε ένα από τα σημεία εστίασης στην έλλειψη, το φαινόμενο Kondo εμφανίστηκε στο άλλο σημείο εστίασης.
Στην ουσία, ο συντονισμός που δημιουργείται από το μαγνητικό άτομο κοβαλτίου που αλληλεπιδρά με τα μη μαγνητικά ηλεκτρόνια χαλκού οδήγησε ένα κύμα μέσω των ηλεκτρονίων που περιέχονται στο περιδέραιο κοβαλτίου στο άλλο σημείο εστίασης. Όλα αυτά παρά το γεγονός ότι δεν υπήρχε άτομο. Οι επιστήμονες ονόμασαν αυτό το φαινόμενο κβαντικό αντικατοπτρισμό.
Οι επιστήμονες της IBM θεωρούν ότι ο κβαντικός αντικατοπτρισμός μπορεί να λειτουργήσει με τρόπους παρόμοιους με την εστίαση του φωτός με φακούς ή του ήχου με παραβολικούς ανακλαστήρες. Όμως η τεχνολογία έχει πολύ δρόμο μπροστά της. Η σύνδεση ενός περιδέραιου ατόμων με ένα μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας απαιτεί πολύ χρόνο και ενέργεια. Αλλά αν η διαδικασία μπορεί να επιταχυνθεί και να τελειοποιηθεί, απλά φανταστείτε, μια μέρα οι άνθρωποι μπορεί να αποθηκεύσουν 10,000 τραγούδια σε μια μικροσκοπική συσκευή αναπαραγωγής MP3 που εμφυτεύεται στο εσωτερικό αυτί. Γιατί όχι? Με φαινόμενα όπως ο κβαντικός αντικατοπτρισμός που υπάρχουν στο σύμπαν, όλα είναι πιθανά.