Fotony splątane – Quantec Pro i Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki dla Antona Zeilingera
Quantec Pro wykorzystuje zjawisko splątanych fotonów, za badania nad którymi naukowcy Anton Zeilinger, Alain Aspec i John F.Clauser w 2022 r. otrzymali nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, tym samym rozpoczynając nową erę w mechanice kwantowej.
Czym są fotony splątane?
Sama nazwa już sugeruje, że fotony są w jakimś stopniu splątane. Ale czym? Na jakiej zasadzie? Nie pytamy się czy to jest możliwe bo w 2022 r nagrodę Nobla otrzymali fizycy, którzy to udowodnili. Trudno jest opisać czym są fotony splątane dlatego, że splątanie kwantowe jest dla nas niezrozumiałe. Nawet najlepsi naukowcy nie potrafią wytłumaczyć dlaczego fotony zachowują się tak, a nie inaczej. Nie jest to winą ich niewiedzy ale po prostu mikroświat rządzi się swoimi prawami, których do końca nie potrafimy wytłumaczyć. Prawa fizyki klasycznej doskonale opisują zjawiska nachodzące w makroświecie np. ruch planet. Niestety nie nadają się do opisywania zjawisk zachodzących w mikroświecie czyli świecie kwantów. W makroświecie jeżeli nie potrafimy czegoś zmierzyć to z pewnością jest to wina naszego sprzętu diagnostycznego. W mikroświecie natomiast jeżeli czegoś nie potrafimy zmierzyć to oprócz niedoskonałości sprzętu dochodzi samo zjawisko pomiaru, które nie jest obojętne i zawsze zmienia stan całego układu kwantowego.
Wracając do splątania, zgodnie z najnowszymi odkryciami fotony mają min. dwie możliwości: możemy mieć wiedzę o ich polaryzacji albo nie. W pierwszym przypadku mechanika kwantowa opisuje jaka jest polaryzacja drugiego fotonu, a mianowicie jest przeciwna. W drugim przypadku jego polaryzacja jest dla nas niedostępna, jest poza naszym zasięgiem. Jak stwierdził jeden z ojców fizyki kwantowej Niels Bohr, jeżeli ktoś nie jest zdumiony i zszokowany po pierwszym kontakcie z fizyką kwantową, to na pewno jej nie zrozumiał.
Historia badań splątania kwantowego
Mechanika kwantowa zakłada, że przed wykonaniem pomiaru jego wynik jest niewiadomy i dopiero pomiar określa jego wartość. Dodatkowo pojawia się problem z czasem reakcji fotonu bliźniaka, a mianowicie jest ona natychmiastowa.
Jednakże istnieje również stan kwantowy zwany jako splątanie kwantowe, w którym dokonując pomiaru jednej cząstki niejako ustalamy automatycznie wartość drugiej. Jest ona zawsze przeciwna oraz następuje bez żadnego opóźnienia czasowego.
Pojęcie kwantowe splątanie do terminologii naukowej w 1935 roku wprowadził jeden z twórców mechaniki kwantowej Erwin Schrödinger. W tym samym roku fizycy Einstein, Podolski i Rosen opublikowali tzw. Paradoks EPR mówiący min. o tym, że nic nie może poruszać się szybciej w próżni niż prędkość światła, jak to postuluje teoria Einsteina . W związku z tym twierdzenie, że zmiany zachodzą natychmiast jest nieprawidłowe, co postuluje mechanika kwantowa. Ale czy aby na pewno?
Rola noblisty Antona Zeilingera w badaniach na fotonami splątanymi
W 2022 roku jednym z laureatów nagrody Nobla z fizyki został austriacki fizyk Anton Zellinger. Od lat 80 minionego wieku prowadzi on badania nad światem kwantów opisując efekty kwantowe postulowane przez mechanikę kwantową. Jego badania głownie koncentrują się nad wyjaśnieniem czym jest splątanie kwantowe i jak praktycznie można je zastosować w dzisiejszym świecie. Anton Zellinger urodził się w miejscowości Ried im Innkreis w 1945 roku w Górnej Austrii. W latach 1963 – 1971 był studentem wydziału fizyki na Uniwersytecie Wiedeńskim gdzie uzyskał również stopień doktora. Pracował i wykładał w wielu najsławniejszych na świecie uczelniach min. Massachusetts Institute of Technology, Uniwersytecie Wiedeńskim, Politechnice Wiedeńskiej i innych. Wraz ze swoim zespołem opracował i przeprowadził wiele pionierskich doświadczeń min:
- w 1990 roku splątanie poza dwoma kubitami,
- w 1998 roku doświadczenie teleportacji stanu splątania,
- w 1998 roku opublikowanie stanu GHZ (stan Greenbergera-Horne’a-Zeilingera) opisującego stan splątany systemu kwantowego,
- w 1998 roku zastosował kryptografię kwantową wraz ze splątanymi fotonami,
- w 2003 roku teleportacja w Wiedniu na odległość 600 m i rozpoczęcie prac na teleportacją dłuższą niż kilkanaście kilometrów,
- w 2005 roku zastosował jednokierunkowe obliczenia kwantowe,
- w 2006 roku zrealizował teleportację kwantową i przeprowadził transmisję na dużej odległości, pomiędzy dwoma wyspami Kanaryjskimi oddalonymi od siebie o ponad 140 km.
Dodatkowo jest on pionierem min. w interferometrii neutronowej oraz fizyce kwantowej mechanicznych wsporników. Jego prace nad zrozumieniem i wykorzystaniem stanów splątanych na dzień dzisiejszy stanowią przełom w mechanice kwantowej i pozwalają na rozwój mechaniki kwantowej wraz z jej wszystkimi niezrozumiałymi dla nas efektami oddziaływania ma odległość. W wywiadach i swoich pracach wielokrotnie powtarzał, że w trakcie naszego życia tak na prawdę liczy się tylko stan kwantowy naszych atomów wchodzących w skład naszego ciała. Podczas naszego życia wymieniamy cały czas atomy na nowe i tylko informacja kwantowa dotycząca ich właściwości oraz rozkładu powoduje, że pozostajemy wciąż sobą.
Zastosowanie fotonów splątanych
Fundamentalne założenia mechaniki kwantowej zakładają, że w skali subatomowej i atomowej świat jest probabilistyczny, a nie deterministyczny. Oznacza to, że świat w jakim żyjemy nie jest do końca opisywany przez przyczynę i skutek, brak jest jednego scenariusza. Podlega on raczej przypadkowości i w związku z tym nie ma możliwości poznania wszystkich odpowiedzi dlatego, że nie wiemy co się może jeszcze wydarzyć. Po prostu świat kwantowy rządzi się swoimi prawami. Nie do końca uświadamiamy sobie na jakiej zasadzie fotony splątane się tak szybko ze sobą komunikują wydawałoby się, że z prędkością nadświetlną. Wiemy, że technologie kwantowe odnoszą się do skali atomowej i subatomowej, co daje możliwość wykorzystania ich do opracowania nowych technologii i wdrożenia w codziennym życiu. Wykorzystując tą technologię opracowano i wdrożono już min:
- kwantową kryptografię,
- obliczenia kwantowe,
- komputery kwantowe,
- detekcja kwantowa,
- teleportacja kwantowa.
Kwantowa kryptografia wykorzystuje stany splątane do najbezpieczniejszej w dzisiejszych czasach transmisji danych na bardzo duże odległości. Na początku były to bardzo małe odległości ale aktualnie możemy przeprowadzać już satelitarne transmisje kwantowe na tysiące kilometrów. Tradycyjna transmisja jest oparta o zera oraz jedynki i jeśli haker przyłączy się do danej sieci jest w stanie odczytać każdą wiadomość. Natomiast w transmisjach kwantowych wykorzystuje się stan kwantowy superpozycji (jednocześnie stan zero i jeden) i w związku z tym informacje zapisywane są w specyficzny sposób w bicie kwantowym zwanym kubitem. Są one bardzo wrażliwe na zakłócenia zewnętrze i w przypadku ingerencji hakera kubit zapada się i informacje kwantowe zostają zniszczone. Stan jednego fotonu jest zależny od stanu drugiego i odczytanie jednego z nich determinuje stan drugiego. Aktualnie jest to najdoskonalsza i najbezpieczniejsza metoda kryptografii, której nie można zhakować.
Obliczenia kwantowe są wykorzystywane min. przy projektowaniu komputerów kwantowych. Prace nad ich stworzeniem rozpoczęły się w latach osiemdziesiątych dwudziestego wieku. W 2007 roku został zaprezentowany pierwszy komputer z tak zwanym rejestrem kwantowym, a w roku 2009 firma Google otrzymała komputer kwantowy do wyszukiwania grafiki. Przewagę komputerów kwantowych nad tradycyjnymi pokazał test komputera firmy Google, który do wykonania obliczeń potrzebował kilka minut, które najpotężniejszy superkomputer wykonał by w około 10 000 lat. W 2020 roku komputer kwantowy potrzebował 180 sekund na wykonanie obliczeń, które zajęły by koło 600 milionów lat najszybszemu aktualnie superkomputerowi. Są to ogromne szybkości większe o około 100 bilonów razy od najszybszych superkomputerów.
Detekcja kwantowa jest wykorzystywana do bardzo dokładnego i szczegółowego wykrywania i pomiaru otaczającej nasz przestrzeni. Wykorzystując ta technologie możemy min. bardzo dokładnie zmapować przestrzeń znajdująca się pod nami, przewidzieć kataklizmy takie jak np. wybuchy wulkanów czy też badać aktywność naszych mózgów z niespotykaną dokładnością.
Teleportacja kwantowa dotychczas była wykorzystywana do przesyłania materii nieożywionej. Zasada działania polega na zeskanowaniu obiektu na poziomie kwantowym oraz zapisaniu jego stanu kwantowego w danym momencie przed teleportacją i jego wierne odtworzenie po teleportacji. Godne uwagi jest to, że cały proces nie polegać ma na przesyłaniu całego obiektu fizycznie ale tylko na przesłaniu pełnej kwantowej informacji, która będzie wykorzystana do odbudowania obiektu. Zastosowań tej technologii jest nieskończenie wiele i aktualnie największe nadzieje oprócz natychmiastowych podróży wiąże się z transplantologią. Aktualnie trwają już bardzo zaawansowane prace na teleportacją żywych organizmów i na pewno już niedługo fizycy ogłoszą następny przełom z wykorzystaniem tej technologii.
W jaki sposób Quantec Pro wykorzystuje technologię splątanych fotonów?
Quantec Pro wykorzystuje efekt jaki zachodzi podczas splątania fotonów, czego efektem są tzw. fotony bliźniacze: jeden na zdjęciu, drugi w obiekcie sfotografowanym. Fotony splątane mają między sobą bardzo silną więź umożliwiającą natychmiastowy przepływ informacji, niezależnie od odległości. To połączenie umożliwia przesyłanie konkretnych danych do obiektu zamieszczonego na zdjęciu jak i odbieranie informacji zwrotnej. Więcej informacji.
W jakich zabiegach i sprzęcie Quantec Pro są wykorzystywane wyniki badań nad splątanymi fotonami?
Wyniki badań nad splątanymi fotonami znalazły zastosowanie przy konstruowaniu Quantec Pro. Pozwoliło to na opracowanie najlepszego i najnowocześniejszego na świecie urządzenia służącego do biokomunikacji. Za jego pośrednictwem możemy min.:
- pracować z podświadomością,
- ulepszać związki partnerskie,
- wykorzystywać psychosomatykę do usuwania przyczyn chorób,
- uzdatniać wodę,
- neutralizować elektrosmog.
Dziedziny, w których możemy wykorzystać potencjał Quantec Pro są cały czas rozwijane. Jak wynika z najnowszych badań lista zabiegów jakie możemy przeprowadzać jest praktycznie nieograniczona. Fizycy badający wszechświat kwantowy w swoich eksperymentach udowadniają, że nie ma rzeczy niemożliwych i przybliżają nas coraz bardziej do zrozumienia otaczającego nas świata.
Zmień swoje życie z Quantec Pro
Coś co jeszcze kilka lat temu wydawało się science fiction jest już dostępne na wyciągnięcie ręki. Za pośrednictwem Quantec Pro można już w praktyce wykorzystywać najnowsze osiągnięcia mechaniki kwantowej. Jest to technologia, która pozwala zmienić i polepszyć nasze życie oraz życie naszych najbliższych. Zmień swoje życie na lepsze i dołącz do naszej rodziny zadowolonych i szczęśliwych klientów Quantec Pro.