Radio Opole » Kraj i świat
2022-10-04, 13:00 Autor: PAP

Noblista prof. Zeilinger: z opisem zjawisk kwantowych język sobie nie radzi (wywiad)

Zanim zaobserwujemy cząstkę, nie możemy powiedzieć, że ona gdzieś była, ale nie możemy też powiedzieć, że nie było jej nigdzie. Język słabo sobie radzi z opisem zjawisk z mechaniki kwantowej - mówił w rozmowie z PAP jeden ze zdobywców tegorocznego Nobla z fizyki prof. Anton Zeilinger.

Rozmowa odbyła się w 2015 r. przy okazji wizyty przyszłego noblisty w Warszawie.


Komitet Noblowski ogłosił we wtorek, że Alain Aspect, John F. Clauser i Anton Zeilinger, zajmujący się mechaniką kwantową - zostali laureatami tegorocznej Nagrody Nobla z fizyki. Wyniki ich pracy utorowały drogę dla nowej technologii, opartej na informacjach kwantowych.


Prof. Anton Zeilinger (ur. 1945) jest wybitnym austriackim specjalistą z zakresu fizyki doświadczalnej. Znany jest m.in. z tego, że dokonał pierwszej na świecie kwantowej teleportacji (1997 r.). Jest też laureatem m.in. prestiżowej Nagrody Fundacji Wolfa w dziedzinie fizyki za rok 2010 i nagrody im. Isaaka Newtona w 2007 r.


PAP: Dla osób, które nie są fizykami, mechanizmy rządzące światem kwantowym mogą się wydawać sprzeczne z intuicją. Cząstki mogą być w superpozycji, a więc być nie w jednym miejscu naraz albo mogą być splątane i "komunikować się" na odległość... Czy są rzeczy w fizyce kwantowej, których pan, światowej klasy ekspert, ciągle nie rozumie, nie potrafi sobie wyobrazić, w które nie może pan uwierzyć?


Prof. Anton Zeilinger: Ciągle nie wiemy, dlaczego w przyrodzie jest mechanika kwantowa. Co innego jest z teorią względności Alberta Einsteina. Ona bazuje na tym, że prawa fizyki są w różnych miejscach takie same. I u nas, którzy siedzimy w miejscu, i w pociągu, który się szybko porusza. A w mechanice kwantowej nie mamy takiej zasady. Nie rozumiemy, skąd właściwie ta mechanika się wzięła. Chociaż nie mamy wątpliwości, że ona prawidłowo opisuje świat. Przeprowadzono już pewnie miliony doświadczeń, które potwierdzają słuszność mechaniki kwantowej. Poza tym na odkryciach mechaniki kwantowej bazują działające już urządzenia - np. półprzewodniki czy układy w telefonach.


PAP: Jestem ciekawa, jaka filozofia kryje się za fizyką kwantową. W końcu mechanika kwantowa różni się od tego, co widzimy na co dzień, od rzeczywistości, której doświadczamy. Czy pana podejście do świata, myślenie o rzeczywistości zmieniło się pod wpływem przemyśleń na temat mechaniki kwantowej?


A.Z.: Według mnie są dwie ważne sprawy. Najważniejszą konsekwencją, jaka wiąże się z mechaniką kwantową, jest to, że nie można zakładać, że system kwantowy ma właściwości, zanim dokona się jego obserwacji, zanim dokona się na nim pomiarów. Jeśli więc zaobserwuję cząstkę, która propaguje się w przestrzeni i znajdę ją w jakimś miejscu, nieprawidłowe jest założenie, że cząstka była tam, zanim ją zaobserwowałem. Nieprawidłowym jest w ogóle zakładanie, że cząstka była w jakimś zdefiniowanym miejscu, zanim się ją zmierzyło.


PAP: Czyli co, ta cząstka była nigdzie? Czy może nie było tej cząstki?


A.Z.: Nasz codzienny język sobie z tym nie radzi. Błędnym jest spodziewać się, że cząstka była w konkretnym miejscu. Niektórzy mówią, że cząstka była "rozmazana" w przestrzeni. Ale cząstka nie wie, gdzie jest i nikt tego nie wie. Jest niezdefiniowana. Spodziewanie się, że ona "gdzieś była" jest mylne. Tak samo, jak mylne jednak jest również zakładanie, że jej "nigdzie nie było".


PAP: A cząstki się zmieniają, kiedy je zaobserwujemy?


A.Z.: Stany kwantowe się zmieniają. A stan kwantowy to reprezentacja informacji, którą mamy. Ale mówienie, że cząstka się zmienia, jest znowu nieodpowiednim językiem. Jeśli powie się, że cząstka się zmienia, to zakłada się, że cząstka miała wcześniej zdefiniowane właściwości. A to jest błędne założenie.


PAP: Wspomniał pan o dwóch ważnych pana zdaniem filozoficznych konsekwencjach fizyki kwantowej. O jednej już pan powiedział. Jaka jest ta druga?


A.Z.: Kolejną ciekawą konsekwencją jest to, że mechanika kwantowa uświadamia nam w nowy sposób, czym jest przypadkowość. Załóżmy, że ma się radioaktywny atom, który ulega rozpadowi. To, kiedy ten atom się rozpadnie, jest jednak przypadkowe. Nie można więc wyjaśnić, dlaczego atom rozpada się w danym momencie. Nie ma tu przyczyny. W codziennym życiu spodziewamy się, że dla wszystkiego, co zachodzi, jest przyczyna, powód. Ale pojedyncze zdarzenia w świecie kwantowym nie mają przyczyny. Tylko dla wielu cząstek razem jest przyczyna. Ale nie dla pojedynczych. I to nie jest tak, że nie znamy przyczyny. Tej przyczyny po prostu nie ma.


PAP: No to dlaczego w przypadku wielu cząstek taka przyczyna już może wystąpić?


A.Z.: Każdy pojedynczy przypadek w grupie cząstek jest przypadkowy, ale możemy już prognozować - z pewną dozą niepewności - co się stanie z całą grupą, kiedy cząstek będzie wiele.


PAP: Dzięki panu udała się pierwsza kwantowa teleportacja kubitu (kubit to jednostka informacji kwantowej - PAP). Zastanawiam się, czy teleportacja występuje spontanicznie w przyrodzie. A może teleportacja, której pan dokonał, była pierwszą w historii wszechświata?


A.Z.: Nikt tego nie wie. Podobnie jest ze splątaniem kwantowym: ono powinno istnieć we wszechświecie. Nawet w świetle emitowanym przez gwiazdy. To powinno być normą, ale nikt tego jeszcze nigdy nie zaobserwował. Jesteśmy dopiero na początku nauki o takich zjawiskach.


PAP: Co się wydarzyło w zakresie teleportacji kwantowej od czasów pana pierwszych doświadczeń?


A.Z.: Kwantowa teleportacja uważana jest za idealny sposób, by w przyszłości komputery kwantowe komunikowały się ze sobą. Taka teleportacja jest np. niezbędnym elementem, aby wytworzyć kwantowe wzmacniacze sygnału. W kwantowej sieci informacyjnej, gdzie przesyłane są kubity informacji, sygnał może się czasem zagubić - tak, jak i w zwyczajnej sieci. Potrzeba więc wzmacniaczy, regeneratorów sygnału, by poprawiać błędy, które powstają. A w budowie takich urządzeń może się przydać znajomość zjawiska teleportacji. Prace nad takimi wzmacniaczami już trwają, również w Warszawie i myślę, że pierwsze takie urządzenia powstaną za kilka lat. Z kolei za 10-20 lat będziemy mieć już może komputery kwantowe, które pozwolą rzeczywiście na coś nowego.


PAP: Kiedy pan patrzy na swoją karierę naukową, z czego jest pan najbardziej dumny?


A.Z.: Tym, co było dla mnie najbardziej zaskakujące i ciekawe, było odkrycie splątania więcej niż dwóch cząstek. Efekt ten jest nie tylko ciekawy, ale i ważny - można go zastosować w kwantowych komputerach.


PAP: Maksymalnie ile cząstek możemy na razie ze sobą splątać?


A.Z.: Na razie światowy rekord to chyba 30-40. Ale nie ma limitów, to kwestia rozwijania nowych metod. Jeśli jednak splątanych jest wiele cząstek, zawierają one tyle informacji, że trudno nawet zanalizować, co się ma. 70-80 cząstek zawiera więcej informacji, niż jesteśmy w stanie zgromadzić na wszystkich komputerach świata.


PAP: To skąd w ogóle można będzie wiedzieć, że są splątane?


A.Z.: To pytanie pozostaje otwarte, badacze nie znają jeszcze na nie odpowiedzi. (PAP)


Rozmawiała Ludwika Tomala


lt/ mrt/ agt/


Kraj i świat

2024-03-28, godz. 17:20 Ekstraklasa piłkarska - trener Radomiaka: zwycięstwo da nam trochę spokoju 'Zwycięstwo da nam trochę spokoju, będziemy mogli patrzeć w tabeli bardziej przed siebie niż za siebie. Zrobimy wszystko, aby wygrać' - powiedział trener… » więcej 2024-03-28, godz. 17:20 Rzeszów/ Proces w trybie wyborczym: Tomasz Kamiński ma sprostować informacje dot. kandydatów RdR Sąd Okręgowy w Rzeszowie orzekł w czwartek w trybie wyborczym, że kandydujący z komitetu urzędującego prezydenta Tomasz Kamiński ma sprostować informacje… » więcej 2024-03-28, godz. 17:20 Niemcy/ "Spiegel": europejscy politycy mieli otrzymywać setki tysięcy euro od Rosji Czeski rząd ujawnił poważną rosyjską operację wywierania wpływu na sześć krajów UE. W centrum sprawy znajduje się portal informacyjny Voice of Europe… » więcej 2024-03-28, godz. 17:10 Wydarzenia sportowe w skrócie, czwartek 28 marca, 17.00 Przekazujemy skrót wydarzeń sportowych: Lider klasyfikacji generalnej mistrzostw świata kierowców Belg Thierry Neuville (Hyundai I20 Rally1) prowadzi po… » więcej 2024-03-28, godz. 17:10 Prezydent Duda przyjął premiera Ukrainy Prezydent Andrzej Duda przyjął w Pałacu Prezydenckim premiera Ukrainy Denysa Szmyhala; politycy rozmawiali o bieżących kwestiach agendy dwustronnej, sytuacji… » więcej 2024-03-28, godz. 17:10 Lublin/ 28-latek z zarzutem sprowadzenia pożaru dachu w bloku przy ul. Garbarskiej Zarzut sprowadzenia niebezpieczeństwa usłyszał w czwartek 28-latek, który według śledczych przyczynił się do pożaru dachu w bloku przy ul. Garbarskiej… » więcej 2024-03-28, godz. 17:00 Midea Group osiąga rekordowe wyniki przychodów i zysków, wykazując wynik 373,7 mld RMB w sprawozdaniu za 2023 r. (… FOSHAN, Chiny--(BUSINESS WIRE)-- Midea Group, największy na świecie dostawca sprzętu AGD, odnotowała imponujący wzrost oraz rekordowe zyski w sprawozdaniu… » więcej 2024-03-28, godz. 17:00 USA/ "WP": krytyczny wobec NATO dyplomata głównym kandydatem Trumpa na szefa dyplomacji Znany z kontrowersji i krytyki wobec NATO były ambasador USA w Niemczech Rick Grenell jest typowany na głównego kandydata Donalda Trumpa na przyszłego sekretarza… » więcej 2024-03-28, godz. 16:50 Szczecin/ Kandydat PiS na prezydenta miasta chce podwoić budżet rad osiedli Zwiększenie budżetu dla rad osiedli, budowa i rewitalizacja placów zabaw, ustanowienie funduszu na remont i rozbudowę dróg osiedlowych oraz cykliczne spotkania… » więcej 2024-03-28, godz. 16:50 Łotwa/ Szef Komitetu Wojskowego NATO: w razie zagrożenia uruchomienie art. 5 bezdyskusyjne W razie bezpośredniego zagrożenia dla kraju NATO zastosowanie art. 5 Traktatu Północnoatlantyckiego będzie obowiązkowe i nie będzie podlegać dyskusji -… » więcej
45678910
Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym nasz serwis może działać lepiej. Dowiedz się więcej »