Pracownia Informacji Kwantowej zostanie otwarta w ramach Dydaktycznego Laboratorium Fizycznego na Wydziale Matematyki, Fizyki i Informatyki UG. Dzięki pracowni najbardziej egzotyczne zjawisko kwantowe – Korelacje Einsteina-Podoskiego-Rosena – które można zaobserwować w optycznych laboratoriach, do niedawna tylko w tych prowadzących pionierskie badania, będzie rutynowo obserwowane w nowym laboratorium przeznaczonym dla studentów fizyki Uniwersytetu Gdańskiego.
Podczas zajęć w pracowni studenci będą mogli dokonywać eksperymentów i badań z zakresu „inżynierii kwantowej”. Dziedzina ta obejmuje np. kwantową kryptografię – całkowicie bezpieczny system przekazu Informacji – oraz kwantową teleportację. To unikatowa w skali polskiej inicjatywa oddania w ręce studentów pierwszych lat narzędzi i możliwości dostępnych do tej pory jedynie wąskiemu gronu specjalistów.
Czas:24 listopada 2010, godz. 12.00
Miejsce:Audytorium Nr 1, Wydziału Matematyki, Fizyki i Informatyki UG, Gdańsk ul. Wita Stwosza 57
PROGRAM OTWARCIA:
Audytorium Nr l (parter)
12:00 - 12:30 Powitanie przybyłych gości
Pokój 139 (I piętro)
12:30 - 14:00 Pokazy efektów splątania par fotonów
Pokój 149 (I piętro)
13:00 - 14:30 Prezentacja gier „Poskramiacze kwantów”
Teorie i zastosowania informacji kwantowej oraz inżynierii kwantowej – opracowany na podstawie tekstu prof. dra hab. Marka Żukowskiego (cały tekst jest zamieszczony na stronie internetowej UG www.ug.edu.pl)
Fizyka kwantowa jest bardzo dziwna. Przewiduje wiele zjawisk niemożliwych w naszym „makroskopowym” świecie. Nie obowiązują prawa Newtona, fale elektromagnetyczne nie istnieją, identyczne cząstki elementarne, tzw. fermiony, nigdy nie robią tego samego (każdy fermion musi koniecznie zachowywać się inaczej niż jakikolwiek inny fermion). Mamy egzotyczne zjawiska jak nadciekłość czy nadprzewodnictwo. Wiele z tych zjawisk wymaga olbrzymich skomplikowanych urządzeń eksperymentalnych, aby móc je zaobserwować.
Tak też było na początku z kwantowym splątaniem. W słynnych eksperymentach Aspecta (1980) używano wiązek atomów wapnia odpowiednio wzbudzanych parą laserów, to wszystko musiało być niesłychanie precyzyjne stabilne, a i tak uzyskiwane splątanie pozostawiało wiele do życzenia. Teraz wysoce wydajne źródło splatanych fotonów mieści się na ławie optycznej mniejszej od normalnego biurka i ma elementy, które przypominają nieduży zestaw zabawek. Jednak te zabawki kryją w sobie precyzyjne układy koincydencji, które są w stanie wychwycić tylko te zliczenia w parze detektorów, które są prawie jednoczesne, co oznacza, że pochodzą ze splątanej pary fotonów, a odrzucić przypadkowe zliczenia następujące tuż po sobie. Mamy wysoko wydajne detektory pojedynczych fotonów. Samo źródło to „cudowny” kryształ „nieliniowy”, w którym fotony światła laserowego pękają spontanicznie tworząc nowe splątane pary o niższej energii, emitowane w precyzyjnie określonych kierunkach. Dzięki temu można je wyłapywać parą światłowodów i dokonywać eksperymentów, o których tylko marzyli twórcy teorii kwantów. W małym pokoiku studenci mogą realizować eksperymenty, które Einstein nazywał „myślowymi” i które były tylko marzeniem długo po jego śmierci.
Jeden z twórców ostatecznej wersji teorii kwantów, Erwin Schroedinger, nazwał zjawisko splątania esencją świata kwantów. Zjawisko to jest całkowicie niewytłumaczalne za pomocą pojęć fizyki klasycznej, obowiązującej w naszym świecie, dzięki której mamy i elektrownie i silniki samochodowe.
Dzięki Pracowni Informacji Kwantowej, stworzonej dzięki inicjatywie dr Marii Alickiej, Uniwersytet Gdański oferując stanowisko doświadczalne z zakresu „inżynierii kwantowej” napisze nowy „rozdział” w dziedzinie dydaktyki fizyki. Oto bowiem narzędzia służące do tej pory tylko specjalistom trafią w ręce studentów z ich chęcią poznawania świata i – być może – stawiania nowych tez. To praktyczna okazja do nabycia umiejętności sytuujących późniejszych absolwentów w gronie specjalistów od np. kryptografii kwantowej czy komputerów kwantowych.
Gdańsk od lat należy to czołowych ośrodków na świecie w tej dziedzinie. Tu powstały koncepcje i rozwiązania stosowane na całym świecie. W 1993 roku ukazała się pierwsza w historii gdańskiej fizyki praca w prestiżowym Physical Review Letters (Żukowski, Zeilinger, Horne, Ekert), w której zaproponowano metody splątywania cząstek wcześniej nie posiadających żadnych wzajemnych korelacji. Dzięki temu powstały obecnie rutynowe laboratoryjne techniki otrzymywania korelacji wielu cząstek.
Pierwsza udana teleportacja (1997) i korelacje GHZ (1998) zostały zaobserwowane w laboratorium kierowanym przez Zeilingera dzięki metodom zaproponowanym w tej pracy. W 1996 roku słynna Rodzina Horodeckich (tata i dwóch synów, którzy wtedy jeszcze nie ukończyli studiów) opublikowała pracę podającą pełną teorię stanów splątanych. W 1998 roku odkryli tzw. splątanie związane.
Inne sukcesy UG to pełny zestaw nierówności ukazujących nieklasyczność wielo-cząstkowych korelacji (Żukowski i Brukner, 2002), pojęcie ujemnej informacji (Michał Horodecki i współpracownicy, Nature, 2005), a ostatnio koncepcja informacyjnej przyczynowości (Pawłowski, Paterek, Kaszlikowski, Żukowski i inni współpracownicy z Singapuru, Nature, 2009). Ponadto setki innych wyników, które były cytowane w tysiącach prac innych autorów i stosowane w dziesiątkach laboratoriów.
To wszystko zaowocowało stworzeniem Krajowego Centrum Informatyki Kwantowej przy UG, nagrodą FNP i członkowstwem w Akademii Nauk prof. Ryszarda Horodeckiego (taty). Dalsze badania naukowe są finansowane z ramach międzynarodowych konsorcjów i projektów Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. W 2010 roku otwarto prestiżowe międzynarodowe studia doktoranckie dotyczące zagadnień związanych z kwantową informacją.
| Załącznik | Wielkość |
|---|---|
 pracownia_kwantowaotwarcie_na_UG_24_11_2010__infom.txt | 6.03 KB |
