Forskere fra Niels Bohr Institutet har forlænget den tid, to atomare systemer kan have sammenfiltrede kvantetilstande, fra under et sekund til en hel time.
»Det er et skridt på vejen til at få kvantekommunikation til at fungere i praksis - ikke kun i laboratoriet,« oplyser Eugene Polzik, der leder Quantop - centeret for kvanteoptik på Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet - i en pressemeddelelse.
Når og hvis kvantekommunikation bliver en praktisk realitet, vil det være muligt at sende information over internettet i koder, som ikke kan brydes.
Det er en af årsagerne til, at mange forskningsgrupper verden over arbejder inden for områder, som har betydning for kvantekommunikation.
Eugene Polzik peger dog også på, at de nye eksperimenter kan danne grundlaget for udvikling af følsomme magnetometre til måling af den elektriske aktivitet i menneskets hjerne og hjerte.
Sammenfiltring af kvantetilstande - eller entanglement - er forudsætningen for, at man kan opnå kvantekommunikation og de forbedringer i sikker overførsel af data, det indebærer.
Når to systemer har sammenfiltrede kvantetilstande, opfører de sig som én enhed, selv om de to systemer er adskilt fra hinanden over lange afstande.
Det giver sig udtryk i et fænomen, som Albert Einstein kaldte 'spooky action at a distance', men som Niels Bohr forklarede ikke stred mod de fysiske love, og som en lang række eksperimenter de seneste 20-30 år har vist er korrekt.
Forskerne på Niels Bohr Institutet har sammen med kollegaer fra Max-Planck-Institut für Quantenoptik i München sammenfiltret kvantetilstandene af to skyer af cæsiumatomer, som befinder sig i hver sin glasbeholder en halv meter fra hinanden, og som er udsat for et magnetfelt med en feltstyrke på op 0,9 gauss.
Det sker kort fortalt ved at belyse dem med laserlys.
Normalt vil sammenfiltringen hurtigt fortabe sig igen, fordi cæsiumatomerne som reaktion på at blive belyst med laserlys vil absorbere en foton, som efterfølgende udsendes spontant igen. Det er den spontane og ukontrollerede udsendelse af fotoner i alle retninger, der ødelægger sammenfiltringen af kvantetilstandene.
Løsningen er at forny sammenfiltringen lige så hurtigt, som den forsvinder.
Når kvantetilstandene af de to atomskyer skal sammenfiltres, benyttes to forskellige lasere. Først vil en pumpelaser kortvarigt i løbet af 10-50 millisekunder bringe atomerne i en bestemt kvantetilstand. Herefter slukkes pumpelaseren, og en driving-laser vil sørge for at sammenfiltre kvantetilstandene.
På den måde kan forskere efter to lidt forskellige varianter af denne metode opretholde sammenfiltringen i op til henholdsvis 150 og 400 millisekunder, hvorefter den spontane emission af fotoner ødelægger det hele.
Men ved ikke helt at slukke for pumpelaseren kan man så at sige forny sammenfiltringen lige så hurtigt, den forsvinder. En praktisk udførelse er dog noget vanskeligere, end denne korte beskrivelse lyder, og baseret på dybere kvantefysisk forståelse.
»På den måde har vi kunnet bevare sammenfiltringen mellem de to atomskyer lige så længe, som eksperimentet varede, og det vil sige op til en time,« beretter Hanna Krauter, som er en af de to hovedpersoner bag eksperimentet, der er beskrevet i en ny artikel i Physical Review Letters.
Princippet har været teoretisk forudsagt i fem år, men det er først nu, at eksperimenter efter disse principper er udført.
Entanglement Generated by Dissipation and Steady State Entanglement of Two Macroscopic Objects
...også på dansk. Dvs. entangler, entanglede, entangling, etc. udtalt lige ud ad landevejen.
Oversættelsen "sammenfiltre" dækker (heller) ikke hvad der virkelig foregår, men så har vi i det mindste ét ord for én ting. Og hvis det forekommer mærkeligt på dansk, så er det helt tilpas, det ér mærkeligt.
...er slet ikke mærkeligt ! Forstil dig en sten du kaster i vandet og 1 meter eksakt nord,syd, øst eller vest for stenens målpunkt placerer du nogle bølge detektorer... de vil detektere din "foton" samtidig !!! Så entangle mig her og der....
...er slet ikke mærkeligt ! Forstil dig en sten du kaster i vandet og 1 meter eksakt nord,syd, øst eller vest for stenens målpunkt placerer du nogle bølge detektorer... de vil detektere din "foton" samtidig !!! Så entangle mig her og der....
.. Og du var selvfølgelig en af dem der fandt på det? Eller.......
Hvis det virkeligt er så enkelt og slet ikke mærkeligt, så forstår jeg ikke hvorfor man - inkl. Einstein og Bohr - har beskæftiget sig med det de sidste ca 50 år? Eller.....
Hej Ulf.
Der er en ganske glimrende korrespondance mellem "entangle" og "sammenfiltre". Det ville være underligt, og bidragende til vanskeligheden ved temaet i sig selv, hvis vi ikke skulle benytte den danske term når vi taler eller skriver på dansk om det.
Hej Bernhardt.
Jeg tager hatten af for din helt brilliante intelligens og indsigt. Det er virkelig få der opnår dét niveau du afslører. Når noget så intuitivt uakseptabelt som tabet af "local realism" falder dig så trivielt, så tør jeg næsten ikke tænke på hvor kedeligt et liv du har.
At du så desværre fuldstændig fejler ved at stille et eksempel op, som rammer helt forbi temaet, det er nok bare en enlig svale ...
Nå, spøg til side, og undskyld mig hånen. Du burde læse EPR-artiklen samt noget af Aspect og Bell. Det er interessant at opdage at man eksperimentelt kan påvise at vor verden på mange måder er fuldstændig anderledes skruet sammen end vi går og tror. Det er altså ikke bare nogle drømmerier fra nogle teoretikere.
Det er altså ikke bare nogle drømmerier fra nogle teoretikere.
OK... og undskyld mig hånen ! (Ha ha ha....)
Ja, jeg tænkte det måtte være sådan noget :-)
Ja Morten, sålænge man betragter fotonen som en partikel, som endda har en tvilling (uha), så er det klart at det er en mærkelig sag med "sammenfiltringen", men jeg har af mange grunde svært ved at se at fotonen kan være en partikel. Den kan måske tolkes sådan, ja, men er det nu også rigtigt ? Jeg har svært ved at forestille mig en partikel uden masse, hvad gør den så til en partikel !? En partikel er tredimensional, i hvert fald for mig ! Selv om jeg ikke forventer det, så kan du måske forklare disse forhold... :o) ...i stedet for at henvise til diverse udtalelser af andre personligheder på samme måde som en papegøje gør det. Men det er da muligt at "papegøje debatter" er det eneste acceptable, når det drejer sig om fysik...
Hvorfor taler vi om Datasikkerhed, når der er potentiale for Over-lysethastighed dataoverførsel?
Eller har jeg mistforstået noget?
...er slet ikke mærkeligt ! Forstil dig en sten du kaster i vandet og 1 meter eksakt nord,syd, øst eller vest for stenens målpunkt placerer du nogle bølge detektorer... de vil detektere din "foton" samtidig !!! Så entangle mig her og der....
Nej, det har du helt misforstået. Det er kun en af detektorerne som vil kunne detektere din "foton" når vi snakker om lys og fotoner. Det er ikke det samme som bølger i vand.
Mvh Torben.
Hvorfor taler vi om Datasikkerhed, når der er potentiale for Over-lysethastighed dataoverførsel? Eller har jeg mistforstået noget?
Ja desværre har du misforstået noget :-). Allerede Bohr beskrev hvorfor du ikke kan bruge det til overførsel af information hurtigere end lyshastighed.
Umiddelbart ville jeg (uden at være ekspert herpå) beskrive det således, idet vi simplificerer det i artiklen beskrevne til at betragte to sammenfiltrede fotoner:
Da fotonerne er sammenfiltrede, vil de når vi måler have modsat spin. Men vi ved ikke og kan ikke styre hvilket spin fotonen, vi måler på, vil få ved vores måling. Derfor vil vi ikke kunne overføre rigtig information til nogen i den anden ende (anden end at dem i den anden ende vil vide hvilket spin vores foton har, ligesom vi ved hvilket spin deres foton har).
Men jeg ville ikke kunne sende en byte information (f.eks. bit-mønsteret
11110000 til den anden ved hjælp af 8 par sammen filterede fotoner). Jeg har jo ikke styr på hvilket spin jeg vil få når jeg måler på de 8 fotoner i min ende.
Og skal jeg få styr på det må jeg sortere i rækkefølgen af fotoner jeg sender (efter fotonerne er sendt afsted, ellers sker det jo bare ved lyshastighed). Men når fotonerne ankommer i den anden ende ved de jo så ikke hvilken sortering jeg har foretaget.
MVh Torben.
Tak :) Jeg håbede :) jeg håbede på 1tb/s internet imellem mars og jorden ... Så må jeg hellere udsætte det. ...
Jeg er ikke ingeniør. Men jeg får nyhedsbrevet, og klikker mig ad denne vej, en gang imellem på sitet, og også ned i kommentarsektionen. Og det har især været fordi jeg har været interesseret i klimadebatten.
Det er et stykke tid siden nu. Og jeg syntes at jeg kan se en uheldig udvikling.
Debatten er blevet "rådden". Man taler ikke særligt pænt til hinanden, men håner istedet hinanden. Jeg har lige været inde på to forskellige debatter, og tendensen er den samme.
Jeg ved ikke om det er en ny generation. Om det bare er bestemte personer der dominerer - så meget har jeg ikke sat mig ind i det. Er det tiderne, arbejdsløsheden, eller hvad er det? Er det overhovedet en tendens?
For lægfolk syntes det nærmest pinligt, at højt uddannede, kommunikerer på dette infantile øv-bøv-niveau.
I gamle dage - et par år siden - synes jeg at debatten herinde var rigtigt god, og man ved sig selv tænkte: Ingeniører! Yes! Hatten af for dem! Herligt nørdet, men netop sagligt.
Som det er nu, må man trække på smilebåndet. Jeg syntes at i skulle tage jer lidt sammen.
Jeg kan kun give dig ret.
Der er derudover også to andre tendenser, der godt kan irritere mig lidt.
Den ene er den konstante korrekturlæsning af artiklerne, som nogle finder uendelig interessant. Man kan jo bare sende en mail til artiklens forfatter, hvis man har forslag til korrektion, men det skal helst råbes ud i det fri, så alle kan se, hvor vaks man er. For mig vidner det om et helt forkert fokus og abstraktionsniveau, men jeg er muligvis forkert på den. Mange af artiklerne herinde giver jo viden på niveau med Illustreret Videnskab og problemet er, at nogle forventer, at dybden af artiklerne skal være på niveau med artikler i egentlige fagblade for det specifikke område, der bliver skrevet om. For mit vedkommende er artiklerne herinde et godt sted, at blive informeret om forskellige opdagelser, nyheder osv. og så ser jeg det som min egen opgave selv at opsøge dybdegående viden om emnet, hvis det interesserer mig....og jeg kan godt abstrahere fra lidt upræcise angivelser eller ordvalg i artikler på dette plan.
For det andet er der en udpræget "thumbs down"-mentalitet blandt mange af debattørerne. "Ja, ja....det har vi set før", "Jeg opfandt noget ligenende i 79", "Det er da bare.....", osv. Måske er det igen bare mig, men jeg savner den mere entusiastiske indgangsvinkel, hvor man bliver begejstret og nysgerrig over, at nogle andre faktisk har opnået nogle spændende resultater.
Jeg kan ikke lade være med at tænke på, at hvis den samme horde af debattører havde været med i Apolloprogrammet, så ville vi aldrig som menneskehed være nået til månen - men måske havde specifikationen været fri for stavefejl...
Ovenstående er naturligvis groft generaliserende - der findes heldigvis også mange gode, konstruktive og lærerige indlæg fra rigtig mange debattører.
Hej,
jeg vil ikke afvise debatten ofte er rådden, men synes faktisk det er underligt at sætte det indlæg ind i denne tråd. Mange andre tråde/indlæg på Ing.dk er meget værre end vi ser her, så jeg synes faktisk at det var mere på sin plads at bruge disse tråde til et sådant indlæg.
Derdover ser vi ofte de samme tågehorn i mange af debatterne, så jeg forstår godt nogle af kommentarerne, selvom de bevæger sig på kanten af høvisk tale.
Når jeg bruger ordet tågehorn her, så er det fordi noget af debatørerne faktisk gentager de samme misforståelser igen og igen, her om bølge-partikel dualiteten. Og det på trods af gentagne forsøg på forklaringer og henvisninger til steder hvor det er forklaret fra mange andre debatører.
Afhængig af det opsatte måle-apparatur, viser mere end 100 års forsøg at:
En foton har helt klart partikel-egenskaber, tydeligt set i den foto-elektriske effekt. Eller i den ene variant af 2-spalte eksperimentet.
En foton har bølge-egenskaber , tydeligt set i den anden variant af 2-spalte eksperiment.
Inden man håner de gamle fysikeres kvante-mekanik, så læs og forstå de målte resultater af 2-spalte eksperimentet. Det er faktisk ikke så svært.
Men hvad der er svært er at komme med er en anden forklaring (end den etablerede kvante-teori) som passer med hvad man faktisk måler og ser med 2-spalte eksperimentet.
Ovenstående historie med fotonen som bølger i vand er ikke hvad eksperimenterne viser! Så jeg ser to muligheder:
Fakta ignoreres (hvad 2-spalte eksperimentet viser), eller
man udtaler sig om noget man ikke ved (kender ikke 2-spalte eksperimentet).
I begge tilfælde vil jeg mene man er et tågehorn hvis man så fremturer som øverst i disse debat-indlæg.
Og jeg mener at mit eget indlæg her er yderst sobert.
Mvh Torben :-).
Note: 2-spalte eksperimentet er faktisk basis for hele den forunderlige kvante-mekanik.
... til at acceptere din forklaring, mening eller holdning.
Du kan blot ligge den frem - uden fremmedgørelse og afstandtagen til andre meninger. Om andre accepterer den er du ikke herre over
Når to af jer - der ofte ved meget mere end mig - "kæmper" med ord og forklaringer. Så husk det princip.
For I vinder ikke ved at fortælle, at I ved bedst. I vinder ved at frembringe den viden - og hån, bedrevidenhed, kancellisprog m.m. vil kun fremmedgøre den I skriver til, og alle os andre.
Og ofte vil jeres "modstander" allerede have "besluttet" sig for sin overbevisning, hvorfor I nok alligevel ikke kan ændre deres mening.
Den virkelige værdi for ligger i de (videnskabelige) ideer, tanker, oplysninger I tilvejebringer alle os andre læsere.
@torben: Du har nok ret, der er sikkert mange andre tråde hvor disse bemærkninger om sprog og tone er mere tiltrængte. Men det er ikke ensbetydende med, at de ikke også er berettigede her.
Lur mig om ikke "Bernhardt B. Husen" er gode gamle "Berndt Barkholz" der er tilbage for at berige debatten med et nyt brugernavn.
Det er muligvis ikke den mest "rådne" af debatterne. Jeg var faktisk inde på en anden, der var værre. Og tabte så bare lige tålmodigheden i forbindelse med denne :) Så du har ret.
Geert:
Jeg er ikke ingeniør.
Hvad får dig så til at tro at de andre der skriver er?
Debatten er blevet "rådden". Man taler ikke særligt pænt til hinanden, men håner istedet hinanden. Jeg har lige været inde på to forskellige debatter, og tendensen er den samme....For lægfolk syntes det nærmest pinligt, at højt uddannede, kommunikerer på dette infantile øv-bøv-niveau....I gamle dage - et par år siden - synes jeg at debatten herinde var rigtigt god, og man ved sig selv tænkte: Ingeniører! Yes! Hatten af for dem! Herligt nørdet, men netop sagligt. Som det er nu, må man trække på smilebåndet. Jeg syntes at i skulle tage jer lidt sammen.
Det må du gerne sige til redaktionen! I kan godt regne med at de ingeniører der via deres fagforening er sponsorer for Ingeniøren er godt gammeldags trætte af al det vås der hældes ud. Men det er altså gæster, som tydeligvis ikke har de fornødne kvalifikationer, og burde gå et andet sted hen.
Hej Morten.
Hej Ulf. Der er en ganske glimrende korrespondance mellem "entangle" og "sammenfiltre". Det ville være underligt, og bidragende til vanskeligheden ved temaet i sig selv, hvis vi ikke skulle benytte den danske term når vi taler eller skriver på dansk om det.
Du har jo ret i at "entangle" og "sammenfiltre" er tilsvarende ord på engelsk og dansk. Min pointe er, at det ikke er særlig smart, når der dukker et helt nyt begreb op, så at oversætte den internationalt accepterede betegnelse til noget dansk. Det er ikke nødvendigt, man skal bare adoptere det nye ord direkte i dansk (som det er sket så ofte). Ellers forvirrer man unødigt.
Noget andet er, at hverken "entangle" og "sammenfiltre" har noget som helst at gøre med hvad det virkelig handler om. Det er en dybt kvantemekanisk ting, som ikke har nogen "forklaring" ved tilvante begreber. Det er noget nyt, som hverken skolelærere eller journalister skal forsøge at "forklare" ved noget gammelt. Derved bidrager de blot til øget forvirring (som man ser alt for meget af her på ing.dk).
Hvad man burde have gjort, engang i 1927, eller deromkring, ville være at opfinde et kunst-ord, adopteret fra, eller afledt af old-latin eller old-græsk, som man plejede at gøre, fx. "elektron". Næstbedst er sådan noget som "quark" (som heller ikke burde oversættes til dansk "kvark", som vist er et yoghurt-produkt). Men der er ikke noget at gøre ved entangling, det har sat sig i faglitteraturen.
(Som man måske ved, blev quarker navngivet efter en sætning i Finnegan's Wake, som ingen vist rigtig ved hvad betyder. Men da det er Joyce vil jeg gætte på at det var en cocktail.)
Kommentarer (19)