RAPORT

Prorosyjska era Tuska

Nobel za złapanie mechaniki kwantowej za rękę i kryptografię kwantową

Przyznano  Nobla z fizyki (fot. Michael M. Santiago / Staff / Gettyimages)
Przyznano Nobla z fizyki (fot. Michael M. Santiago / Staff / Gettyimages)

Szwedzka Królewska Akademia Nauk postanowiła dziś przyznać Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za „za prace ze splątanymi fotonami, ustalenie naruszenia nierówności Bella i pionierskie badania nad informacją kwantową”. Dzieło to jest potężne tak teoretycznie, jak i ma dziś zastosowanie praktyczne w tzw. kryptografii kwantowej.

Nobel za rozszyfrowanie genomu neandertalczyka

Zgromadzenie Noblowskie w Karolinska Institutet postanowiło przyznać Nagrodę Nobla z Fizjologii i Medycyny Szwedowi Svante Pääbo „za odkrycia...

zobacz więcej

W czasie przedstawienia dzisiejszych laureatów przez Członków Szwedzkiej Królewskiej Akademii Nauk można było usłyszeć, że nagrodzeni pracowali na niwie badania „potęgi mechaniki kwantowej w oznaczaniu tego, co logiczne, mierzalne, policzalne”. Najbardziej prestiżową nagrodę, jaką świat oferuje fizykom, otrzymali w równych częściach Francuz Alain Aspect, Amerykanin John F. Clauser i Austriak Anton Zeilinger


Laureaci zamienili to, co było debatą filozoficzną – Einstein pisał na temat mechaniki kwantowej, gdzie wszystko opiera się o prawdopodobieństwa, iż „jestem przekonany, Bóg nie gra z nami w kości” – w wiedzę z zakresu fizyki. Czyli w nasze rozumienie, jak działa Wszechświat. „Uczeni ci wykazali niezależnie od siebie eksperymentalnie, że mechanika kwantowa jest prawdziwą kompletną teorią naukową, mimo że otrzymujemy z niej jedynie prawdopodobieństwa, a nie pewność, że coś jest gdzieś kiedyś. 

Polityka zagraniczna Polski w czasach Radosława Sikorskiego

Słynny już wpis twitterowy Radosława Sikorskiego przypisujący USA eksplozje w Nord Stream oznacza zapewne koniec kariery tego polityka. Nie da się...

zobacz więcej

Mechanika klasyczna, Newtonowska, której uczymy się w szkole, jak wyjaśniał mi dziś dr hab. Krzysztof Pawłowski z Centrum Fizyki Teoretycznej (CFT) PAN, dobrze opisuje dla nas ruch obiektów dużych, makroskopowych. Stąd na lekcjach fizyki pociągi jadące z miasta A do miasta B zderzają się na pewno i to w konkretnym punkcie torów w określonym momencie. I to się daje z pewnością policzyć, choć nie wszyscy potrafią. W mikroświecie jednak, tam, gdzie funkcjonują atomy, fotony, cząstki elementarne, nie zawsze da się z pewnością powiedzieć po jakiej drodze pędzi cząstka. Zamiast myśleć o jej konkretnym położeniu i prędkości bada się tzw. funkcje falową, z której można jedynie obliczyć szanse na znalezienie cząstki gdzieś i kiedyś. A może wręcz się zdarzyć, że cząstka, czy też jej funkcja falowa, pędzi po dwóch drogach jednocześnie – i wykonać test, który to potwierdzi.


Nie potrafimy powiedzieć, gdzie dokładnie w danym momencie znajduje się np. elektron atomu wodoru nie dlatego, że ma on jakieś tajemnicze właściwości, których nie znamy jeszcze, bo gdybyśmy je poznali, bylibyśmy w stanie pewną pozycję tego elektronu określić – ta pewność w niepewności oto wielkie osiągnięcie dzisiaj nagrodzonych. 


Dzisiejsi nobliści , jak wyjaśnił mi prof. dr hab. Kazimierz Rzążewski z CFT PAN, wykazali w swych eksperymentach (to jest właśnie owo ustalenie naruszenia nierówności Bella), że nawet jeśli przyjmiemy, iż czegoś bardzo istotnego nie wiemy o cząstkach elementarnych (jak mniemał Einstein, który miał wielką trudność w przyjęciu fizyki kwantowej jako teorii naukowej), to i tak da się skonstruować układ eksperymentalny, gdzie głęboko skorelujemy ruch jakiś cząstek (np. fotonów). To będą owe fotony splątane. I teraz: da się zatem wyprowadzić nierówność, która będzie opisywała graniczny stan jakiegoś znanego nam parametru tych fotonów (zastosowano polaryzację). 

Otwarcie Baltic Pipe, wpis Sikorskiego, rezygnacja Dworczyka

Gdyby nie Radosław Sikorski, wydarzeniem tygodnia byłoby otwarcie gazociągu Baltic Pipe. Tymczasem post eurodeputowanego PO wywołał potężny,...

zobacz więcej

Pociągi jednak się nie zderzą


Czyli jeśli fizyka kwantowa błądzi, jak byśmy tego eksperymentu nie przeprowadzali, dostaniemy przewidywalny wynik (np. nie większy od dwóch). Ale jeśli fizyka kwantowa ma rację i z natury obiekty mają jedynie prawdopodobieństwo bycia gdzieś kiedyś, a nie pewność, to będziemy – być może z bardzo niskim prawdopodobieństwem – ale otrzymywać wynik niezgodny z przewidywaniem (np. dwa pierwiastki z dwóch). 


Wiem, że łatwiej na pociągach niż fotonach mi to zrozumieć, zatem prosto rzekłszy wyszło na to, że jednak istnieje maleńkie prawdopodobieństwo, że owe dwa pociągi z zadań z dynamiki, którymi prześladowano nas w szkole, się jednak nie zderzą. I to leży w naturze istnienia tych pociągów, a nie w naszej ignorancji na ich temat.


Mechanika kwantowa wydaje się bowiem dziwaczna nie tylko tej większości z nas, która niewiele z niej rozumie, ale i dla tych (nierzadko fizyków), którzy rozumieli ją dość dogłębnie, jak Einstein. Oczekiwał on od niej, jak od każdej solidnej teorii, precyzyjnych przewidywań, jak się rzeczy mają, a nie mozolnie obliczanych prawdopodobieństw, jak mogą się one ewentualnie mieć. 

Skarbnica informacji i… pamięci

Za czasów mojej młodości (Boże – kiedy to było!), dużą popularnością cieszyło się powiedzenie, będące trawestacją pierwszych słów piosenki: - „Nie...

zobacz więcej

Laureaci kontynuowali dzieło innych wielkich


Nagrodzeni dziś fizycy dostarczyli racjonalnych hipotez, za których testowanie zabrali się z dobrym skutkiem jako eksperymentaliści. Kontynuowali zatem dzieło Nielsa Bohra i Erwina Schrödingera (tego od kota, który jednocześnie jest w pudełku i martwy, i żywy), którzy walczyli o uznanie, że mechanika kwantowa mówi nam całą prawdę o otaczającej rzeczywistości, prawdę najpełniejszą i najgłębszą. 


Jak objaśnili mi prof. Rzążewski i dr Pawłowski, to oczywiście nie jest teoria wszystkiego, bo dałoby się być może (aczkolwiek matematyka powala) opisać równaniami mechaniki kwantowej owe dwa pociągi ze zbioru zadań z fizyki do szkoły podstawowej, ale już tego, co się dzieje w czarnych dziurach – na razie raczej nie. Jednak to, co osiągnęli dzisiejsi laureaci sprawia, że już nigdy nie pozbędziemy się owej niepewności, owego jedynie prawdopodobieństwa, że coś jest gdzieś kiedyś, z naszych teorii w fizyce. Jakakolwiek teoria wszystkiego, o ile powstanie, też będzie miała ten element.


Zgodnie z testamentem Alfreda Nobla Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki są przyznawane przez Królewska Akademię od 1901 roku. Przyznano ją dotąd 115 razy (były przerwy, najdłuższa związana z II wojną światową), nagradzając 219 uczonych, w tym 4 kobiety. Nobel pragnął, żeby w dziedzinie fizyki przyznawać nagrody za badania z potencjałem aplikacyjnym. I choć bywało, że ten warunek nie był zasadniczo dotrzymywany, i nagrodę otrzymywali „czyści teoretycy”, to jednak dziś jest inaczej. 

Wybory w Bułgarii w cieniu kryzysu. Faworytem sojusznik Tuska

W Bułgarii rozpoczęły się przedterminowe wybory parlamentarne, już czwarte od kwietnia 2021 roku. Wyniki będą znane dziś wieczorem, ale...

zobacz więcej

Poza bowiem aspektem głęboko filozoficznym zagadnień, którymi zajmują się zawodowo od lat dzisiejsi laureaci, jest też aspekt absolutnie praktyczny – jak z kolei wyjaśnił mi dr hab. Ernest Aleksy Bartnik z Instytutu Fizyki Teoretycznej UW. Chodzi o tzw. kryptografię kwantową. Nieco o tym zjawisku pisałam na tych łamach przy okazji opowieści o komputerze kwantowym. Pozwala ona przekazywać informację (np. po światłowodach) od jednego użytkownika do drugiego, tak, żeby nikt inny nie mógł tego zdekodować. Co więcej – jak objaśnia prof. Bartnik – próba dekodowania, przechwycenia tych informacji powoduje, że widzimy, iż ktoś nas „podsłuchuje”. To jest dziś stosowane, aczkolwiek nadal na małą skalę, gdyż obecne metody szyfrowania są nie do złamania, o ile mamy do tego celu zwykłe komputery. Gdy pojawią się na szerszą skalę komputery kwantowe, stosowanie tej technologii będzie potrzebą chwili. 


Prof. Bartnik powiedział również, że osiągnięcia nagrodzone dziś przez Szwedzką Królewską Akademię Nauk rozwiązują paradoks opisany swego czasu przez Stanisława Lema. A mianowicie, co się dzieje, gdy dokonujemy teleportacji czegoś (czyli przesyłamy na odległość takie informacje o tym ciele, aby tamże zostały one odtworzone w owo ciało), to co będzie, gdy taka maszyna do teleportacji się zepsuje w trakcie przesyłu i będziemy mieli do czynienia z dwiema kopiami tego samego ciała? Która jest prawdziwa? Kwantowa teleportacja oznacza, że aby ową informację przekazać w inne miejsce, to tu, gdzie ona jest, trzeba ją zniszczyć. 

Petrović: Polska modernizuje armię. Opozycja zamiast o Rosji myśli o niemieckiej zbrojeniówce

Polska armia od lat przechodzi modernizację - rośnie liczebnie i kupowany jest coraz nowocześniejszy sprzęt. Władze w Warszawie chwalone są za...

zobacz więcej

Istota a istnienie


We współczesnym rozumieniu mechaniki kwantowej, jak dalej tłumaczył mi prof. Bartnik, funkcja falowa zawiera pełną informację. To jest nasz stan wiedzy o układzie. Nie jest ona własnością tego układu, tylko wiedzy o nim. I dlatego w kwantowej teleportacji przekazujemy jedynie informację.


Jest to zatem – mam wrażenie – część dość istotnej filozoficznej dysputy o różnicy między istotą, istnieniem, a tym wszystkim, co my o tym wiemy. Noble powinny być dawane za przełomowe badania. Trochę dla mnie to jest tak, że należy go dać, skoro ktoś złapał za rękę Boga, który gra z nami jednak w kości. 

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:
Zobacz więcej