ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Kvantni svijet omogućuje odgovarati na pitanja ispravno čak i bez svih potrebnih informacija

U kvantnom je svijetu moguće ispravno odgovoriti na pitanja o detaljima pa čak i ako nemate cijelu sliku stvari. Nitko ne voli sveznalice, pogotovo one bez pokrića. Potonje je, međutim, lako otkriti. Samo treba znati postaviti dovoljno dobro pitanje. Vrijedi li isti princip i za kvantnu teoriju? Baš i ne. Novo istraživanje na području kvantne fizike pokazuje da je gotovo uvijek moguće ispravno odgovoriti na svako pitanje o detaljima sustava, čak i kada nisu poznati svi podaci o sustavu kao cjelini. Službeni članak objavljen je u znanstvenom časopisu Physical Review Letters.

"Ovakav princip je pomalo kontraintuitivan", objašnjava Stephanie Wehner, inače zaposlena u Centru za kvantne tehnologije, koji radi u sklopu singapurskog državnog sveučilišta. Stephanie Wehner je u suradnji s Thomasom Vidickom, studentom doktorskog studija na sveučilištu California, Berkeley, SAD, sastavila teorijsku podlogu spomenutog istraživanja. Riječ je o novom fenomenu koji samo nastavlja niz zagonetnih pojava u kvantnoj fizici, poput kvantne superpozicije ili pak načela neodređenosti. Za razliku od većine sličnih istraživanja, motiv za pokretanje ovog istraživanja praktične je prirode. Naime; razumjeti način ponašanja informacija u kvantnom kontekstu od ključne je važnosti za razvoj novih tehnologija poput kvantne enkripcije i kvantnog računalstva.

Ne bi li bolje shvatili problem, evo male analogije: zamislite nekog tko odgovara na pitanja o knjizi koju nije do kraja pročitao. Ako nema uvid u cijeli sadržaj knjige, detaljnijim ispitivanjem ispitivač će lako utvrditi koje dijelove je osoba pročitala a koje nije. Wehner i Vidick problem su dodatno pojednostavili: knjigu iz primjera sveli su na samo dvije stranice. Sada nastupa dvoje studenata, recimo Ana i Marko. Ani je dano da pročita obje stranice, a Marku samo jednu. "Sada ćemo pokaziti da su klasične stvari… pa… jednostavno lucidne", nastavlja Wehner. Kako Marko za obradu primljenih informacija koristi klasični pristup, lako je otkriti koji dio nije pročitao. Kada bi se radilo o varanju na ispitu, tj. kada bi Marko pokušao prepisivati od Ane, vješt nastavnik mogao bi prema kvaliteti odgovora zaključiti koji dio gradiva Marko nije pročitao.

Kada bi informacije na gore opisana dva lista papira bile kvantne prirode te kada bi ih Marko mogao obraditi po kvantnom principu, počele bi se događati lude stvari. U tom bi slučaju, naime, bilo nemoguće odrediti koje je informacije Marko pročitao, a koje nije. Marko bi tada bio u stanju točno odgovoriti na pitanja o detaljima bez obzira na kojem listu papira se nalaze. Niti najvještiji nastavnik ne bi prema kvaliteti odgovora mogao odrediti koji dio gradiva je Marko obradio, a koji ne, sve dok se pitanja odnose na manje od polovice ukupnog broja informacija u tekstu. 

Malo je reći da je ovo otkriće neočekivano. Znanstvenici već dulje vrijeme pokušavaju dokazati da nepoznavanje dovoljne količine podataka u kvantnom svijetu slijedi logiku klasične mehanike, tj. očituje se u nedovoljnom poznavanju detalja sustava. "Još uvijek ne znamo točan uzrok ovog paradoksa. Čini se da doista možemo zaboraviti intuitivan pristup proučavanju kvantnomehaničkih pojava", navodi Wehner, koja u suradnji s Vidickom već radi na novom istraživanju ovog zanimljivog fenomena. 

Izvor: Centre for Quantum Technologies

Podijeli.