Túl bizarr a kvantummechanika

A kvantummechanika az egyik legfurább tudományterület, még fizikusoknak is komoly fejtörést okoz.

„Ha nem zavar össze, az valójában azt jelenti, hogy nem érted” – ironizál Michael Merrifeld, a Nottingham Egyetem kutatója.

Pontosan ezért bonyolult kvantummechanikai kísérleteket tervezni. A kísérletek viszont nélkülözhetetlenek, ha el akarunk valamit érni és továbblépnénk a kvantumszámítógépekkel, kvantumtitkosítással.

Így gondolta Anton Zellinger, a Bécsi Egyetem kutatója és csoportja is, amikor emberi előítéletekkel nem rendelkező „agyat” – egy Melvin nevű algoritmust – fejlesztettek, mondván, hogy az jobban megtervezi a kísérleteket.

Az ötlet Mario Krenn doktorandusz fejéből pattant ki. Lézereket és tükröket rakott össze egy kísérlethez, amivel speciális kvantumállapotot akart elérni. Egy idő után rájött, hogy csak találgat. Márpedig, ha találgat, algoritmus is meg tudja tenni ugyanazt, mint az ember, csak sokkal gyorsabban.

„Megvolt a cél, fejlesztettünk egy algoritmust, hagytuk, hadd fusson egész éjszaka. Reggelre txt-fájl formájában előállt a megoldással. Nagyon izgalmas nap volt” – emlékezik vissza Krenn.

Melvin a kísérlet építőkockáival, adott esetben a lézerekkel és tükrökkel, illetve az óhajtott kvantumállapottal kezdi, amit véletlenszerű beállítások lefuttatásával próbál elérni. Ha az egyik random beállítás az óhajtott kimenetet hozza, leegyszerűsíti az egészet. A kísérletekből tanul is, emlékszik, hogy mikor milyen eredmény született. A megtanultakat a későbbiekben hasznosítja.

Eddig olyan kísérleteket dolgozott ki, amire az ember valószínűleg képtelen lett volna. Egyik-másik úgy működött, hogy nehezen lehetett érteni, mert nagyon eltérnek az általunk tervezett kísérletektől.

„Nehéz felfognom, mi történik pontosan” – vallotta be Krenn.

Eddig 51 kísérlet eredményezett kvantum-összefonódást, egyszer pedig kettőnél több foton fonódott össze. (Kvantum-összefonódásról akkor beszélünk, ha két objektum kvantumállapota úgy függ össze, hogy a teljes rendszer kvantumállapotát nem lehet a részrendszerek kvantumállapotának megadásával leírni. Egymástól térben távol eső objektumok is összefonódhatnak.)