Jak być w dwóch miejscach naraz i o nowych technologiach.

Lata temu fizycy zaczęli dokonywać bardzo dziwnych odkryć, które do dziś budzą niemałe zdziwienie, nauka jako tako sobie z nimi radzi, ale też nie do końca wie, jak to wszystko działa – bardziej polega na tym, że po prostu działa. Chodzi o fizykę kwantową, dotyczącą najmniejszych cząstek, z których zbudowany jest otaczający nas świat. Jako, że żaden ze mnie fizyk, czy naukowiec, a temat jest bardzo interesujący, postanowiłem napisać o fizyce kwantowej w sposób najprostszy, laicki, na chłopski rozum, i co z tego wszystkiego wynika.

Najpierw trochę podłoża historycznego – może być lekko nudno, ale jak najkrócej i jak najprościej. Do wieku XVII generalnie uważało się, że światło składa się z cząstek. Część fizyków uważała inaczej – i na początku XIX wieku niejaki Thomas Young wykazał doświadczalnie, że światło jest jednak falą. Jeśli coś jest falą, nie może składać się z cząstek, i na odwrót – więc odrzucono tezę o cząstkowości światła. Na szczęście niektórzy naukowcy, takie tuzy jak Planck i Einstein nie dawały za wygraną, dzięki czemu udowodniono, że światło musi składać się z cząstek, tak było w rzeczywistości. Pokazano, że w pewnych warunkach światło jest falą, a w pewnych – cząstkami. Zależnie od tego, jakie wykona się doświadczenie – co sprowadza się do tego, że światło jest JEDNOCZEŚNIE cząstką, i falą – co wydawało się niemożliwe. (Jeśli trochę się gubicie, to nie tylko Wy. Cały czas ciężko mi to ogarnąć)

Cała sztuczka sprowadza się do tego, że do momentu, w którym nie sprawdzimy, czy światło jest cząstką, czy falą – jest i tym i tym jednocześnie, znajduje się w tzw. stanie superpozycji. Bardziej abstrakcyjny przykład – wyobraź sobie, że masz przed sobą dwie szafki, zamykasz oczy, a Twój kolega zamyka się w jednej z nich – nie wiesz, której. Otwierasz losową szafkę, i zawsze znajdujesz swojego kolegę, a druga zawsze jest pusta. Z teorii prawdopodobieństwa otworzyłbyś właściwą szafkę w połowie przypadków – tutaj tak jakby Twój kolega był zawsze “w dwóch szafkach naraz”, i materializowałby się w tej, której drzwiczki właśnie otwierasz…

Schrödinger i jego kot

Opierając się na dotychczasowej wiedzy, słynny fizyk, Erwin Schrödinger, stworzył eksperyment dotyczący jego kota. Na szczęście był to jedynie eksperyment myślowy, niemożliwy do zrealizowania w świecie rzeczywistym – mam nadzieję, że jednak lubił swojego futrzaka, i nie chciałby zrealizować eksperymentu w świecie rzeczywistym. A wyglądał on tak:

Do pudełka wrzucamy kota, czujnik, który potrafi wykryć promieniowanie i jeden atom promieniotwórczego pierwiastka. Wszystko szczelnie zamykamy. Szanse, że atom wyemituje cząstkę promieniowania wynoszą dokładnie 50%. Założenie jest takie, że jeśli czujnik wykryje promieniowanie – uwalnia trujący gaz, który morduje kota. I teraz na logikę – kot żyje, albo nie – atom wyemitował promieniowanie lub nie, 50/50, jak rzut monetą. W fizyce kwantowej za to dokładnie tak jak ze światłem – dopóki pudełko jest szczelnie zamknięte, i nie ma kontaktu ze światem, atom jednocześnie wyemitował promieniowanie i nie, czujnik jednocześnie je i wykrył i nie wykrył, jednocześnie wypuścił truciznę i nie, co za tym idzie – kot jest jednocześnie żywy i martwy. Do otwarcia pudełka.

Nie trzeba tego rozumieć

Wcale nie trzeba rozumieć, o co w tym chodzi, jak to działa, i skąd się to bierze. Zwłaszcza, że to wszystko jest bardzo dziwne – fizyka kwantowa działa w pełni przy obiektach tak małych, jak fotony, atomy, pojedyncze elektrony – przy całym mikroświecie. Ale przy obiektach w skali makro nie ma zupełnie zastosowania – działa najzwyklejsza, stara i dobra fizyka newtonowska.

Lepiej wiedzieć, że to działa, wiedzieć jak mniej więcej działa, i jakie mogą wynikać z tego korzyści.

Co fizyka kwantowa oznacza dla nas?

Zwykły komputer, jeśli uprościć go najbardziej jak się da, operuje na bitach – czyli na systemie zero-jedynkowym. Każdy bit przyjmuje 0 lub 1, i na tej zasadzie robimy sobie po kolei wszystko, m. in. obliczenia. Jak miałby działać komputer kwantowy? Zamiast bitów mamy kubity, które, jak na kwanty przystało, mają jedną super właściwość – jako, że znajdują się w stanie superpozycji, każdy z nich jest w stanie pośrednim między 0 a 1. Pozwala to wykonywać pewien typ obliczeń nieporównywalnie szybciej, niż dzisiejsze komputery.

Na przykład w moment upadłaby praktycznie cała dzisiaj znana nam kryptografia – dzisiejsze algorytmy szyfrujące opierają się m. in. na super wielkich liczbach pierwszych, aby je złamać, dzisiejsze komputery musiały by pracować setki, czasem tysiące i więcej lat. Za to komputer kwantowy w moment radziłby sobie z łamaniem nawet najtrudniejszych algorytmów. Oprócz tego doskonale spisywałby się w szukaniu – znalezieniu odpowiedniej informacji w miliardach bitów baz danych.

Jest czego się bać?

Na to pytanie najtrudniej odpowiedzieć – cała technologia kwantowa wydaje się być jeszcze w powijakach. Jeszcze niedawno stan splątania komputera kwantowego, czyli stan, w którym tak naprawdę działał, udawało się utrzymać na kilkadziesiąt minut – jest to bardzo delikatny układ.

Co może prowadzić do tego, że komputery kwantowe nigdy nie zagoszczą w naszych domach – być może tego typu technologia będzie zbyt skomplikowana do wprowadzenia do użytku domowego.

Skłaniam się ku jednemu – na pewno wielkie instytucje rządowe i potężne firmy będę miały tego typu urządzenia – ze względu na potencjalne korzyści i ich możliwości finansowe. Nie uważam, żeby miało to jakieś poważne konsekwencje dla nas – może zwiększy się wygoda, dowiemy się wielu rzeczy, których do tej pory nie dało się dowiedzieć ze względu na ogromny czas obliczeń, a prywatność przeciętnego użytkownika Internetu i tak w tym momencie nie powala.

Jak zaplanować podróż?

W maju miała miejsce premiera mojej pierwszej książki. Jest to kontynuacja darmowego e-booka o tytule "Jak tanio latać", tym razem na ponad 200-stronach dzielę się całą wiedzą związaną z organizacją wszystkich moich podróży - zarówno tych, które skonstruowałem dla siebie, jak i innych osób. Dostępna zarówno w formie papierowej, jak i elektronicznej:

Cześć, podróżniku!

Na imię mam Zbyszek i jestem autorem bloga, którego właśnie przeglądasz. Uważam, że w podróży dużo mniej liczy się budżet, a bardziej radość i wspomnienia, więc nieraz ruszam w drogę z małym plecakiem i namiotem, ale nie pogardzę też luksusowym basenem na dachu wieżowca w pięknym hotelu.

Piszę nie tylko o swoich podróżach, ale również doradzam: jak znaleźć fajne loty, jak znaleźć dobry nocleg, jak wszystko zorganizować.

Jeśli chcesz być na bieżąco, śledź mój fanpage na Facebooku: