U nedavnom izvanrednom eksperimentu, tim istraživača sa Univerziteta nauke i tehnologije Kine postavio je kvantni izazov za ljudsku intuiciju, istražujući jedan od najslavnijih paradoksa u kvantnoj fizici, poznatog kao Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) paradoks. Tim je uzeo ovaj paradoks do krajnjih granica, testirajući ga u čak 37 dimenzija, koristeći fotonski procesor na bazi vlakana.
Ova nova istraživanja ne samo da produbljuju naše razumevanje kvantne čudnosti, već pružaju osnovu za dalja istraživanja u oblasti kvantnih tehnologija, kao i izazivaju pitanja o granicama naše sposobnosti da razumemo osnovne zakone univerzuma.
Za većinu svakodnevnih fenomena, ljudska intuicija i lokalni realizam – teorija prema kojoj događaji imaju svoje uzroke koji se mogu pratiti kroz povezane lokacije – su sasvim dovoljni za objašnjenje. Na primer, ako želite da saznate da li u vašem poštanskom sandučiću ima pošte, jednostavno ćete izaći i proveriti. Možete pratiti lanac događaja, od slanja poštanske karte od strane vaše tetke do njenog dolaska u vašu poštu i konačno, do vašeg sandučića.
Međutim, kada se u igru uključi kvantna fizika, stvari postaju mnogo komplikovanije. U kvantnom svetu, događaji nisu deterministički, i samo posmatranje sistema može da odluči šta će se dogoditi. Ovaj koncept se ne uklapa u jednostavni lokalni realizam, jer kvantne čestice mogu postojati u superpoziciji stanja dok ne budu merene.
Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) paradoks izaziva uobičajeno razumevanje realnosti u kvantnoj fizici. U suštini, radi se o postavci u kojoj tri ili više čestica mogu biti povezana na način koji izgleda kao da se informacije o njihovim stanjima prenose instantno, čak i na velikim udaljenostima. Ova kvantna povezanost nije objašnjiva običnim fizičkim zakonima i postavlja pitanje: kako informacije putuju brže od svetlosti? Ovaj fenomen deluje kao da se događaji na različitim mestima dešavaju istovremeno, bez fizičkog prenosa.
Da bi testirali ovaj kvantni fenomen na ekstremnom nivou, istraživači su koristili fotonske procesore i optičke sisteme vlakana, sa ciljem da manipulišu kvantnim stanjima u više dimenzija nego što je ikada ranije pokušano. Kroz ovaj eksperiment, kvantne korelacije između tri konteksta bila su analizirane u 37 dimenzija, što je omogućilo potpuno novo razumevanje paradoksa. Kroz precizna merenja i manipulaciju svetlosnih impulsa, tim je postigao da čak i u samo tri konteksta, predviđeni ishodi kvantnog sistema nisu mogli da se uklope sa lokalnim realizmom.
Razumevanje kako su korišćene dimenzije u ovom istraživanju zahteva promenu u načinu na koji gledamo prostor i vreme. U klasičnom svetu, obično posmatramo stvari u tri dimenzije prostora (gore-dole, levo-desno, napred-nazad). Međutim, u kvantnoj mehanici, dodavanje još 33 dimenzije stvorilo je kvantni prostor u kojem su povezivanja između konteksta postala mnogo složenija, otkrivajući veći broj mogućnosti za interakciju.
Ovaj „više dimenzionalni“ pristup omogućava istraživačima da testiraju kvantne fenomena u uslovima koji su dalji od svakodnevnog ljudskog iskustva i našeg intuitivnog razumevanja stvarnosti. Filozofski, ovo istraživanje postavlja duboka pitanja o prirodi stvarnosti – zašto mi kao ljudi doživljavamo univerzum u njegovim klasičnim, trodimenzionalnim okvirima, dok bi dodatne dimenzije mogle otkriti mnogo više.
Iako se ovo istraživanje bavi pretežno filozofskim pitanjima i razbijanjem postojećih granica našeg razumevanja, ono takođe otvara put za praktičnu primenu u kvantnim tehnologijama. Razumevanje ovih fenomena može dovesti do razvoja efikasnijih kvantnih računara, komunikacija i drugih naprednih tehnologija. U budućnosti, ovo istraživanje može postaviti temelje za kvantne računare koji su brži i robusniji, kao i za kvantne sisteme koji bolje koriste kvantnu povezanost u stvaranju novih tehnoloških rješenja.
U zaključku, iako kvantna mehanika izaziva našu intuiciju i razumevanje, otkrića poput ovog pomažu u pomicanju granica mogućeg u tehnologiji i nauci, ostavljajući prostor za još uzbudljivija otkrića u budućnosti.
