(*1936) villamosmérnök, az MTA r. tagja, egyetemi tanár a Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elméleti Villamosságtan Tanszékén, és a Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológia Karán. Az Academia Europeae, London, és az Academia Scientiarium et Artium Europaea (Salzburg) tagja.

Fõbb publikációi:
- Csurgay Á. Simonyi K., Az információtechnika fizikai alapjai - Elektronfizika. Ménöktovábbképzõ Intézet, Budapest, 1997. pp. 1 - 636
-Á. Csurgay, On the Physical Realizability of Signal Processors: Reversible Computing - Quantum Computers - Nanoelectronics, Lehrstuhl für Netzwerktheorie und Schaltungstechnik, TU München, pp. 1 - 71, 1995.
-Árpád I. Csurgay, The Circuit Paradigm in Nanoelectronics, Proc. European Conference on Circuit Theory and Design, ECCTD'97, Budapest, pp. 240 - 246, September, 1997
-Árpád I. Csurgay, Wolfgang Porod, Network Representation of Coupled Molecular Arrays, Proc. European Conference on Circuit Theory and Design, ECCTD'99, Streza, Italy, pp. 815 - 818 , September, 1999
- Árpád I. Csurgay, Wolfgang, Porod, Craig S. Lent, Signal Processing with Near-Neighbor-Coupled Time-Varying Quantum-Dot Arrays, IEEE Transactions on Circuits and Systems, Part I., pp. 1212 - 1223, August, 2000.
- Árpád Csurgay, Wolfgang Porod, Toward Inegrated Nanoelectronics, Proc. of the IEEE International Symposium on Circuits and Systems, ISCAS'2000, Geneva, May, 2000
- Árpád Csurgay, Wolfgang Porod, Equivalent circuit representation of arrays composed of Coulomb-coupled nanoscale devices: modeling, simulation and realizability, International Journal of Circuit Theory and Applications, Vol. 29, pp. 3-35, 2001
- György Csaba, Árpád Csurgay, Wolfgang Porod, Computing architecture composed of next-neighbor-coupled optically pumped nanodevices, International Journal of Circuit Theory and Applications, Vol. 29, pp. 73-91, 2001

-Mi a nanotechnológia és miben áll a jelentõsége?
- Nanosz görögül törtpét jelent. A természettudományokban a 'nano' elõtag egy mértékegység parányi részét, a nanométer esetében a méter ezredmilliomod részét jelöli. A nanotechnológiával elõállított eszközök és gépek építõeleméül szolgáló "téglák" mérete a nanométer tartományába esik. A kifejezést kétféle értelemben használják. Alkalmazzák általánosan minden olyan gyártási eljárásra -függetlenül annak módjától -, amelyben a nanométer méretû alkatrészek szerepet játszanak. Szûkebb jelentéskörébe viszont csak azok a gyártási eljárások tartoznak, amelyek során a gyártani kívánt gépeket, eszközöket atomokból és molekulákból "szereljük össze".

- Mikor került a nanotechnológia a politika látókörébe?
- 1992. júniusában az Egyesült Államok szenátusának tudományos, technológiai és ûrkutatási albizottsága tárgyalta a Molekuláris nanotechnikák címû elõterjesztést. Al Gore, a szenátusi bizottság akkori elnöke a következõket mondta: "A molekuláris nanotechnika fogalmának használói valójában a termékgyártásnak egy alapvetõen új módjáról beszélnek. Tárgyaink alkatrészeit ma egy tömbszerû anyagból, a felesleg eltávolításával alakítjuk ki, majd a különbözõ alkatrészekbõl összeszereljük a tervezett gépet. A molekuláris nanotechnika abból indul ki, hogy minden tárgy elsõdleges építõelemei maguk a tárgyat alkotó molekulák. Nos, Önök azt állítják, hogy megkezdhetjük a mesterséges tárgyak molekulánkénti felépítési technológiáinak kidolgozását, mivel a természettudományok minden olyan törvényszerûséget feltártak, amely ehhez szükséges?"
Az elõterjesztõ Eric Drexler válasza mindössze ennyi volt: "Igen". E lakonikus választ sokan vitatják, de az alapkutatás világszerte nagy erõkkel folyik. Az Egyesült Államokban 2001-ben minden valószínûség szerint elindítanak egy nagy nemzeti nanotechnológiai programot. E program átfogja a nanotechnológiához szükséges alapkutatásokat a fizikában, a kémiában, a biotechnológiában, alapvetoen azonban olyan mûszaki-tudományos alapkutatási program, amelynek célja a kijelölt területeken nanotechnológiákkal elõállított hasznos termékek készítése. A nanoelektronika az informatikában hasznosítja a naotechnológiákat, a cél parányi számítógépek és érzékelõk létrehozása.

- Mikorra várható a nanotechnológiai eljárások széleskörû elterjedése?
- A nanotechnológia a 21. század gyártási eljárása, amely feltehetoen mintegy 20-30 év múlva válik általánossá. Valójában eddig is minden gyártmány atomokból épült, ám az alkatrészeket valamely nagyon durva, általában már meglévõ anyag megmunkálásával állítottuk elõ. A nanotechnológia kísérletet tesz arra, hogy alulról fölfelé építkezve, atomokból, molekulákból hozza létre a különféle gépeket, eszközöket, komputereket.

- Jelenleg mire képes a nanotechnológia?
- Ma már képesek vagyunk megfigyelni a nanométerek tartományába esõ atomokat és molekulákat Erre szolgál az úgynevezett "pásztázó alagút" mikroszkóp, melyen át látni lehet, hogyan mûködnek az anyagban az atomok és molekulák. Ám ahhoz, hogy egyáltalán beszélhessünk nanotechnológiáról, teljesülnie kell egy másik feltételnek is, mégpedig annak, hogy megtanuljuk valamilyen módon kezelni ezeket a parányi törpéket, legyenek olyan eszközeink, amelyekkel egy-egy atomot, egy-egy molekulát föl tudunk emelni, el tudjuk vinni, és egy másik atommal és molekulával össze tudjuk szerelni. A szerelést természetesen nem mi végezzük, hanem a természet maga: tudjuk, hogy ha két hidrogén és egy oxigén molekulát közel hozunk egymáshoz, akkor azok automatikusan vízzé égnek el. Tehát nem valamiféle természetellenes mûveletet végzünk, épp ellenkezõleg. Megteremtjük a természet számára azokat a feltételeket, amelyek segítségével õ maga gyárt. Igy a nanotechnológiai eljárások egyrészt igénytelenek az energia szempontjából, másrészt környezetbarátok. Csakis olyan molekulákat lehet építeni, amelyek a természet törvényei szerint mûködnek.

- Hogyan alakult ki ez a "természetes" csúcstechnológia?
-Michelangelo így fogalmazott: "a legnagyobb mûvésznek sincs oly álma, mit ne zárna bármely kockamárvány önnön feleslegébe, míg kitárván a lélek által vont kéz megtalálja". Adott a tömb, és jön a véso. A természet maga sose dolgozott így. A növények a földbol atomokat szívnak föl, vizet, széndioxidot gyûjtenek össze, és a napenergia segítségével cukrot, fehérjéket, vitaminokat szerelnek össze az életükhöz. A molekuláris nanotechnológia megkísérli ennek mintájára az ember számára szükséges mesterséges tárgyakat -- legyenek azok akár az agrárium termékei, akár az informatikában vagy a gyógyászatban használatos eszközök -- molekulákból fölépíteni és összeszerelni, mégpedig szigorúan a természet törvényei által eloírt módon. Ugyanis egy márványtömbbol eroszakosan bármit faraghatok, de molekulákból csak olyan struktúrákat építhetek fel, amilyeneket a természeti törvények megengednek.
A nanotechnológiát illetoen nagyon sokan szkeptikusok voltak, mondván: hogyan lehet molekulákat egyáltalán megfogni és odébb vinni, hiszen a termodinamika szabályai szerint a molekulák állandóan ugrálnak, mozognak. Feymann volt az elso, aki kimutatta, hogy ez nem mond ellen a természet törvényeinek. A kémikusok már 200 év óta tudják, hogyan kell atomokból molekulákat építeni. Meg kell teremteni a megfelelõ feltételrendszert, s akkor majd a természet összeszereli a gépeinket. 1985-86 körül jelentek meg az elso ezzel kapcsolatos dolgozatok. Maga Feymann megírta a Kvantummechanikai számítógép címû nagy cikkét, David Deutsch pedig Oxfordban elkészítette a kvantum-számítógép elméletét. Ezt követõen, a '90-es évek legelején az M.I.T.-ban egy fiatal kutató, Eric Drexler dolgozatában felvázolta, hogyan lehet gépeket létrehozni. Számítógépes szimuláció segítségével megmutatta, hogy a természeti törvényekkel összhangban építhetünk olyan tengeralattjárót, amely az ember érrendszerébe küldve eltávolítja a fölöslegesen lerakódott szennyezo anyagokat, vagy mint valami kis gép, elszállítja a gyógyszert oda, ahol annak hatnia kell.

- Milyen területeken lehet alkalmazni nanotechnológiát?
- Ha a jelenlegi technológiákkal állítjuk elo az energiát, a gépkocsikat, az élelmiszert, ha a vegyipart a jelenlegi formában mûködtetjük, akkor a 21. században olyan konfliktusokkal kell számolni, amelyek veszélyeztetik az emberiség létét. A nanotechnológia a felvetõdõ problémák egy részére megoldást ígér. Mesterséges fotoszintézissel esetleg sikerül a napenergiát lényegesen hatékonyabban az ember szolgálatába állítani. A nanotechnológiával eloállítandó termékek gyártása során megkövetelheto, hogy csakis a természetes körfolyamatba beillesztheto anyagokat használják fel.
Az agrártudomány területén a nanotechnológiák módot nyújthatnak olyan hatékony, lényegesen kisebb energiaigényû élelmiszergyártásra, amely segíthet a harmadik világ égeto élelmezési gondjainak megoldásában. Természetesen igen intenzív munka folyik a gyógyszeripari és gyógyászati alkalmazás terén is, minthogy nanotechnológiával az eddigieknél jóval hatékonyabb orvosságokat, vizsgálati és kezelési módszereket dolgozhatunk ki. A tervekben szerepelnek olyan intelligens gyógyszerek, amelyek csak ott hatnak az emberi szervezetben, ahol erre szükség van. Igy nagyrészt kiküszöbölhetok a mellékhatások. Ezen kívül megoldhatóvá válnak a jelenleg rendelkezésre álló mûszerek túlságosan nagy mérete miatt lehetetlennek tûnõ feladatok. Olyan eszközökre van kilátás, melyek az érrendszerben mozogva az emberi szervezet legkülönbözobb pontjaira képesek eljutni, illetve a megfelelõ anyagokat odaszállítani. A rákos sejtek elpusztításának ilyen szelektív és lokalizált akciója különösen nagy jelentoségû lehet, e téren igen komoly anyagi erõforrásokat mozgósítanak.
Tudjuk, hogy az emberiség energiaszükségleteinek sokszorosát elpazaroljuk. Nem hasznosítjuk a napenergiát. A nanotechnológiai program igen jelentos feladatnak tartja az úgynevezett Energy Harvest projectet, amelynek célja, hogy megkíséreljük a napenergiát mesterséges fotoszintézis segítségével akkumulátorokban vagy valamilyen módon tárolhatóan felhasználni. Ezzel elérhetnénk, hogy a földre érkezo energiát hasznosítsuk, s így ne éljük fel a gyerekeink, unokáink és a következo generációk elol az évmilliók alatt a földben felhalmozott értékes anyagokat. Mindaz, amit ma elégetünk, az emberiség számára igen hasznos molekulák rendkívül gazdag kincstárára. Ezeket az anyagokat -- például az olajat -- sokkal jobban lehetne értékesíteni, ha nem volna ilyen óriási energiaéhség. Egyébként a nanotechnológiai programokkal kapcsolatos várakozásokban az is fontos szerepet játszik, hogy mivel itt a természet maga végezné a munkát, lényegesen csökkenthetné mind az élelmiszer, mind a különbözo hasznos tárgyak eloállításával kapcsolatos technológiák energiaszükségletét. Tehát az emberiség jóval energiatakarékosabb életmódra rendezkedhet be.

-Mivel jár ennek a technológiának az alkalmazása a számítógépek esetében?
-A mikroelektronika az elmúlt 40 évben fantasztikus diadalutat futott be annak köszönhetoen, hogy 18 hónaponként a komplexitást ugyanazon az áron meg lehetett duplázni, a minoség egyidejû javulása mellett. A technika történetének egészen egyedülálló folyamatáról van szó, nevezetesen arról, hogy ha a bitet kezelo elemi eszközt kicsinyítjük, mind kisebb és kisebb tranzisztort építünk, akkor ez a kisebb tranzisztor jobb minoségûvé válik: egy chipen lényegesen többet tudunk belõlük elhelyezni, tehát az eszköz sokkal komplexebb lesz, s közben az ára nem változik, mivel a félvezeto eszközök ára kizárólag a lapka felületével arányos. A mikroelektronika 40 éve tartó diadalútja 2000 után néhány évvel falakba ütközik, ugyanis a káprázatos fejlodés titka az volt, hogy kicsinyítették a tranzisztort, és ennek következtében a szilíciumlapkára egyre több funkciót tudtak integráltan felépíteni. Ha viszont folytatjuk ezt a kicsinyítést, akkor a mikronok és szubmikronok világából átlépünk a nanométerek világába. Tíz nanométer alatt a tranzisztor már nem tranzisztorként mûködik, tíz nanométernél kisebb vonalszélességû technológiával fölépített tranzisztorban új fizikai törvények érvényesülnek, a fizika ugyanis nem méretinvariáns. Ennek következtében mások a törvények a mikronok és a milliméterek, és mások a nanométerek világában. Ez utóbbiban a kvantumfizika törvényei uralkodnak. Ebben a tartományban az eddigi paradigmák -- az elektronika, mikroelektronika paradigmája, ami az egész informatika, a számítástechnika paradigmáinak alapja -- érvényüket vesztik. Új paradigmát, új elveket kell keresni, s ezt teszi ma a nanoelektronika. Ráadásul ez a terület a nanotechnológia egyik meghatározó frontvonala, mondhatnám, a faltöro kos. Az elore tekintõ nagy cégek laboratóriumai komoly érdeklodést mutatnak iránta.

-Mennyiben jelent ez új paradigmát a számítástechnikában?
-Az alapcél lényegében számítógépek nanotechnológiákkal történo eloállítása. Magam is ezzel foglalkozom a Notre Dame-i Kutató Központban. A feladat az, hogy molekulákból szereljünk össze olyan logikai egységeket, memóriát, stb, amelyek lehetové teszik, hogy amikor a mikroelektronika fejlodése megtorpan, folytatható legyen az információtechnika fejlesztése -- most már a nanoelektronika és a nanotechnológiák eszközeivel. Itt, mint említettem, új elvekre, új módszerekre van szükség. Ezek keresése és kidolgozása folyik most a laboratóriumokban. Az új elvek vetettek fel egy alapvetoen új információelméleti és információtechnikai lehetoséget, nevezetesen azt, hogy a számítógépek ne biteket, tehát ne digitális jeleket dolgozzanak fel, hanem kvantumbiteket, úgynevezett Q-biteket. Ez az atomoknak, mégpedig a kvantum-kölcsönhatásban lévo atomoknak arra a tulajdonságára épül, hogy egy bizonyos ideig a kvantum-állapotok kevert állapotai is fönntarthatók az anyagban. A kvantum-számítógépek elmélete gyors fejlodésnek indult. Peter Shor, az IBM egyik vezeto matematikusa olyan algoritmust dolgozott ki, amellyel megmutatta, hogy az ilyen komputerekkel lehetséges a nagy számok faktorizációja, amely a digitális számítógépek számára megoldhatatlan komplexitású feladat. Egy adott faktorizációhoz szükséges ido ugyanis több millió év azokra a számokra, amelyeket ma a titkosítás, a titkos kódok kidolgozására használnak. Ha már léteznék kvantum-számítógép, ezt a problémát igen rövid idon belül, néhány perc alatt meg lehetne oldani. Mivel fennáll annak veszélye, hogy aki eloször birtokolja a kvantum számítógépet, az a világ összes bankjaiba és titkos rendszereibe be tud törni -- legyen az egy terrorista, vagy az ellenség .-- , így mindenki, aki az informatikai rendszerek biztonságáért felelos, nagy érdeklodést mutat a kvantum-számítógépek elmélete és természetesen megvalósítása iránt.

-Amennyiben ezek a nanoméretû eszközök "elszabadulnak", nem kis veszélyforrást is jelenthetnek.
-Ezek a tárgyak nem életszerûek, tehát nem hasonlíthatók a biológiai struktúrákhoz, csupán a biológiai gyártástechnológiához hasonló eljárásokkal készülnek. A jelenleg szóba jöheto szerkezetek komplexitása -- ide értve a számítógépét is -- jóval kisebb, mint egy vírusé vagy egy baktériumé. Sokszorosítani akarjuk a nanogépeket, hogy a szükséges mennyiségben álljanak rendelkezésre, ám ez nem azonos az életszerû sokszorosítással. Ennek következtében a veszélyek majd csak akkor jelennek meg, amikor a nanotechnológia elér egy olyan komplexitási szintet, melyen az élolények és az ember számára közvetlen veszélyt okozó tárgyakat is elo lehet állítani. Ez - bár távoli - reális veszély, s megítélésem szerint nagyon fontos, hogy idoben elkészüljenek és életbe lépjenek a megfelelõ, a tudomány többi területén már meglévõ biztonsági rendszabályok.

- De elegendõek-e ilyen rendszabályok egy ilyen hatékonyságú "természetes" technológiával szemben?
- Azt gondolom, helyes, ha itt Neumann Jánosnak a Túlélhetjük-e a technikát? címû dolgozatára utalunk. Õ elsosorban a nukleáris energia hasznosítása kapcsán vetette fel a kérdést. Az emberiség története során a türelem, az intelligencia és az alkalmazkodóképesség eddig mindig az élet gyozelmét eredményezte - mondja -, épp ezért bizakodva tekint a jövobe. Ez a türelem, intelligencia és alkalmazkodókészség remélhetõleg a nanotechnológiák alkalmazása esetében is meglesz gyermekeinkben és unokáinkban, és ahogyan eddig minden hasznos és egyben veszélyes technikát az emberiség javára fordítottak, úgy ezeket is elsosorban pozitív célokra fogják használni.

-Milyen széleskörû hatással járhat ennek az új technikának az elterjedése?
-Az emberiség történetében száz esztendo nem túl hosszú ido. Ezért bizonyos folyamatok elég jól elõrejelezhetõk. Nagyjából biztosan tudjuk, hogy 2100 körül hozzávetoleg tízmilliárd ember fog élni a Földön. Tudjuk azt is, hogy a városok, a településszerkezet, tehát az emberiség alapvetõ életkörülményei száz év alatt radikálisan nem változnak meg. Ami megváltozik, az az ember és a természet kölcsönhatásának technikai rendszere. Ez az elmúlt száz esztendõben is gyökeresen átalakult.
A 21. század nagy kihívása, hogy amit a fejlett országokban elértek és el fognak érni, annak pozitív hatásai kiterjedjenek a harmadik világra is, ahol ma komoly feszültségek jelentkeznek az életkilátások és az életszínvonal terén. Azt gondolom, hogy a nanotechnológiák e tekintetben minõségileg nem különböznek a 20. század technikáitól, de mindazokban az alapkérdésekben, amelyekre ma nem látunk jó megoldást, segíto eszközként kínálkoznak, s bizonyosan hozzájárulnak majd ahhoz, hogy a fejlõdés fenntartható legyen, hogy egyre több ember számára nyíljon meg az egészséges és boldog élet választásának lehetõsége.