Jaarboek no. 87. 2008/2009 - Koninklijke Maatschappij voor ...

More documents

Recommendations

Info

126 Diligentia dezelfde detectiebasis gekozen heeft, dan zal hij met zekerheid het tegengestelde antwoord krijgen. Mocht Bob de andere basis kiezen, dan zal zijn meetuitkomst niet afhangen van de meetuitkomst van Alice. Wanneer nu vele paren van verstrengelde fotonen na elkaar aan Alice en Bob worden verstuurd en wanneer zij voor elk paar afzonderlijk één van de twee detectiebases kiezen, dan krijgen ze beiden een lange rij van willekeurige meetuitkomsten. Alice en Bob kunnen dan in de krant publiceren in welke basis zij elk foton hebben gemeten (natuurlijk niet de meetuitkomst vermeldend). Ze kunnen nu nagaan voor welke fotonparen ze dezelfde basis gekozen hadden. Voor die metingen moeten hun bitwaarden altijd tegengesteld zijn en Bob hoeft slecht de enen en nullen te verwisselen om dezelfde sleutel te krijgen als Alice. De uiteindelijke sleutel is een willekeurige rij van enen en nullen die in principe volledig veilig is. Een spion die geprobeerd zou hebben om de polarisatie van de verstrengelde fotonen, verstuurd naar Alice en Bob, te meten zal onvermijdelijk de quantumtoestand van de fotonen veranderd hebben. Dit heeft als gevolg dat er fouten in de geheime sleutel moeten zijn. Om te controleren of de sleutel inderdaad veilig is moeten Alice en Bob na het verkrijgen van de sleutel een willekeurige gekozen deel van de sleutel opofferen om daarvan de bitwaarden te vergelijken. Als er geen fouten zijn, kan de rest van de sleutel gebruikt worden om veilig te communiceren, gegarandeerd door de quantumtheorie. Quantumteleportatie Zoals eerder vermeld is het onmogelijk om de exacte quantumtoestand van een gegeven voorwerp te meten. Als Alice een voorwerp in een quantumtoestand | Ψ〉 heeft (deeltje 1 in figuur 8) en wanneer het voorwerp niet direct aan Bob overhandigd kan worden, dan lijkt het in eerste instantie onmogelijk om | Ψ〉 aan Bob over te dragen. Door op twee manieren gebruik te maken van verstrengeling is het echter toch mogelijk dit te bereiken. Als eerste moeten Alice en Bob ieder één van een verstrengeld paar van deeltjes (bijvoorbeeld fotonen) ontvangen. De verstrengelde lijnen 2 en 3 in figuur 8 geven deze twee deeltjes aan. Zoals eerder vermeld, deze twee deeltjes hebben geen ‘eigen mening’ maar zullen tegengestelde eigenschappen hebben (bijvoorbeeld tegengestelde polarisatie). Als tweede moet Alice deeltje 1 en deeltje 2 zodanig behandelen dat ze in een verstrengelde toestand geraken. Dit is niet eenvoudig: deeltje 1 moet daarvoor van zijn quantumtoestand | Ψ〉 beroofd worden. Dit kan bereikt worden door de identiteit van deeltjes 1 en 2 te vervagen, Quantumsuperpositie en quantumteleportatie Figuur 8. Schematisch overzicht van quantumteleportatie. Een quantumtoestand van deeltje 1 wordt vernietigd door Alice maar duikt weer op bij Bob door gebruik te maken van quantumverstrengeling en klassieke communicatie.
Diligentia 127 bijvoorbeeld door de deeltjes op een half reflecterende en half doorlaatbare spiegel te laten samenkomen (zie figuur 9). Na de wisselwerking met de spiegel is het niet meer duidelijk welk deeltje oorspronkelijk deeltje 1 of 2 was. Het verlies van identiteit gaat gepaard met het creëren van verstrengeling tussen deeltjes 1 en 2. Er zijn verschillende vormen van verstrengeling. We zijn inmiddels bekend met de vorm waarbij de deeltjes tegengestelde eigenschappen hebben. Een andere vorm is dat de deeltjes juist precies dezelfde eigenschappen hebben. Alice kan dus door metingen aan deeltjes 1 en 2, gebruikmakend van half doorlaatbare spiegels, verstrengeling van de deeltjes veroorzaken en waarnemen. Zij kan echter niet van te voren weten welke vorm van verstrengeling ze zal meten. Na haar meting kan ze via klassieke communicatie (gestippelde lijn in figuur 8) Bob de vorm van de verkregen verstrengeling tussen deeltjes 1 en 2 vertellen. Omdat oorspronkelijk deeltje 2 en 3 verstrengeld waren en vervolgens deeltje 1 met deeltje 2 verstrengeld is geraakt, kan Bob precies bepalen hoe deeltje 3 de toestand | Ψ 〉 van deeltje 1 kan krijgen. Door de twee vormen van verstrengeling is deeltje 1 in contact gekomen met deeltje 3 (ook al zijn ze ver van elkaar verwijderd) en heeft daarbij zijn quantumtoestand geteleporteerd naar deeltje 3. Quantummechanica geldig voor zwaardere objecten? Tot nu toe hebben we gesproken over experimenten die gebruik maken van quantumverstrengeling van fotonen, deeltjes van licht zonder massa. Het succes van deze experimenten heeft aanleiding gegeven tot plannen om via satellieten verstrengelde fotonen te versturen. Daarmee zou dan een wereldwijd quantumcryptografisch netwerk opgestart kunnen worden. De volgende uitdaging bestond uit het in verstrengelde toestand brengen van deeltjes met massa, van de grootte van een of meer atomen. Dat is geslaagd bij het onderzoek naar de quantumcomputer: daar heeft men met succes een rij ionen in een quantumtoestand gebracht. Door deze koppeling kunnen ze met elkaar communiceren en quantumoperaties, berekeningen, uitvoeren. Ik verwacht dat er binnen tien tot twintig jaar een werkende quantumcomputer zal zijn. Figuur 9. Door gelijke deeltjes op een halfreflecterend oppervlak samen te laten vallen, is na afloop niet meer te zeggen welk deeltje oorspronkelijk deeltje 1 of deeltje 2 was. Het verlies van identiteit resulteert in quantumverstrengeling tussen de deeltjes. Mijn eigen experiment is erop gericht een grote stap te doen, door te proberen een macroscopisch object (een minuscuul spiegeltje, bestaande uit ca. 10 14 atomen) in een quantumsuperpositie te brengen. Daarmee tracht ik een grote vraag in de quantummechanica te beantwoorden: waarom nemen we in het alledaagse leven geen quantumeffecten waar? De Britse natuurkundige Roger Penrose heeft voorspeld dat de kans om quantumeffecten waar te nemen kleiner wordt, naarmate en object zwaarder is. Die kleine kans op succes wordt bevorderd door te gaan werken bij extreem lage temperaturen. Dan wordt verstorende warmtestraling vrijwel vermeden, de interactie van de omgeving met de deeltjes in de opstelling is geminimaliseerd. In onze opstelling gaan we werken bij een temperatuur van ca. 300 nanokelvin, een fractie boven het absolute nulpunt. Voor ons onderzoek is dus een combinatie nodig van nanotechnologie (om het spiegeltje Quantumsuperpositie en quantumteleportatie
Page 1:
NATUURKUNDIGE VOORDRACHTEN 2008-200
Page 4 and 5:
ISBN 978-90-72644-21-3
Page 7:
INHOUD Verslag over het seizoen 200
Page 10 and 11:
10 Diligentia plaats op 18 mei 2009
Page 12 and 13:
NAAMLIJST VAN BESTUURSLEDEN sedert
Page 14 and 15:
14 Diligentia Voorzitter Bestuursle
Page 16 and 17:
16 Diligentia Naam: Jaar: Titel voo
Page 18 and 19:
Page 20 and 21:
Page 22 and 23:
Page 24 and 25:
24 Diligentia Zij bestaan dus eigen
Page 26 and 27:
26 Diligentia draaien ze allemaal i
Page 28 and 29:
28 Diligentia Een van de meest bijz
Page 30 and 31:
30 Diligentia Figuur 9. Links: de D
Page 33 and 34:
DWALEN IN DE TAALTUIN HET SPREKENDE
Page 35 and 36:
Diligentia 35 Ruim voordat de feite
Page 37 and 38:
Diligentia 37 elektrische activitei
Page 39 and 40:
Diligentia 39 hebben Colin Brown en
Page 41 and 42:
Diligentia 41 Dom genoeg hadden we
Page 43 and 44:
ZEER HOGE MAGNEETVELDEN: HOE EN WAA
Page 45 and 46:
Diligentia 45 oppervlak in het spec
Page 47 and 48:
Diligentia 47 BOX 3 Vanwege de rand
Page 49 and 50:
PROTON-ESTAFETTE IN WATER door Prof
Page 51 and 52:
Diligentia 51 Frequency (cm -1 ) Fi
Page 53 and 54:
Diligentia 53 Figuur 5. Absorptieve
Page 55 and 56:
Diligentia 55 Figuur 7 toont het si
Page 57:
Diligentia 57 D=0.2 voor zowel H 2
Page 60 and 61:
60 Diligentia De dubbele helix van
Page 62 and 63:
62 Diligentia Het is deze dubbele s
Page 64 and 65:
64 Diligentia mentaire vormen van m
Page 66 and 67:
66 Diligentia staat ons niet langer
Page 68 and 69:
68 Diligentia Figuur 5. zijn grote
Page 70 and 71:
70 Diligentia zo hoog opliepen dat
Page 72 and 73:
72 Diligentia eenlopende facetten.
Page 74 and 75:
74 Diligentia Figuur 1. Ontwikkelin
Page 76 and 77: 76 Diligentia eigen DNA) zijn veel
Page 78 and 79: 78 Diligentia herkenningreceptoren
Page 80 and 81: 80 Diligentia De zebravis als model
Page 82 and 83: 82 Diligentia zouden diverse stappe
Page 84 and 85: 84 Diligentia 38. Zhang Y, Bai xT,
Page 86 and 87: 86 Diligentia Een nadeel van de vri
Page 88 and 89: 88 Diligentia Tabel 1 Wereldproduct
Page 90 and 91: 90 Diligentia zou het gevormde sili
Page 92 and 93: 92 Diligentia 1 = Magnesium 2 = Kat
Page 94 and 95: 94 Diligentia 1400 1200 1000 800 60
Page 96 and 97: 96 Diligentia Rek (%) 70 60 50 40 3
Page 99 and 100: Inleiding EIWITTEN: STRUCTUUR EEN F
Page 101 and 102: Diligentia 101 de entropie van de b
Page 103 and 104: Diligentia 103 te herkennen. Er is
Page 105 and 106: Diligentia 105 (Brejc et al., 2001)
Page 107 and 108: INFLUENZA: EEN BEDREIGING UIT DE DI
Page 109: Diligentia 109 in oktober 2009 de e
Page 112 and 113: 112 Diligentia Figuur 1. Schematisc
Page 114 and 115: 114 Diligentia daan [6]. Door te ki
Page 116 and 117: 116 Diligentia [7] Schouten S., Hop
Page 119 and 120: Introductie QUANTUMSUPERPOSITIE EN
Page 121 and 122: Diligentia 121 Figuur 2. Interferen
Page 123 and 124: Diligentia 123 Quantumbits Een norm
Page 125: Diligentia 125 Quantumgeheimschrift
Page 129 and 130: Introduction IMMUNOLOGIE VAN DE HYG
Page 131 and 132: Diligentia 131 The regulatory respo
Page 133 and 134: Inleiding SERIEUZE GAME-TECHNOLOGIE
Page 135 and 136: Diligentia 135 computers te leren z
Page 137 and 138: Diligentia 137 heersing en humanita
Page 139 and 140: Diligentia 139 Serious Games al met
Page 141 and 142: Diligentia 141 van een centrale op
Page 143 and 144: STATUTENWIJZIGING Akte van statuten
Page 145 and 146: Diligentia 145
Page 151: Diligentia 151
show all

Jaarboek no. 87. 2008/2009 - Koninklijke Maatschappij voor ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?