Polityka_blog_top_bill_desktop
Polityka_blog_top_bill_mobile_Adslot1
Polityka_blog_top_bill_mobile_Adslot2

18.03.2014
wtorek

Charles H. Bennett i teoria informacji kwantowej

18 marca 2014, wtorek,

Najnowsze wydanie Polityki będzie naprawdę wyjątkowe – pojawi się w nim niezwykle rzadko obecna w mediach głównego nurtu postać Charlesa H. Bennetta, fizyka-filozofa z IBM Research.

Ta nieobecność jest zupełnie niezrozumiała, bo urodzony w 1943 roku Bennett jest jedną z kluczowych postaci fizyki ostatnich lat. Bez niego nie byłoby całej fascynującej, gwałtownie rozwijanej dziś gałęzi wiedzy zwanej teorią informacji kwantowej. Sugeruje ona, że przyglądanie się zjawiskom zachodzącym w mikroświecie w kategoriach wymiany informacji może mieć głęboki sens. Co tam może – z całą pewnością ma. To właśnie w obrębie tej teorii pojawiły się idee kryptografii kwantowej, teleportacji kwantowej, komputerów kwantowych. Te realizowane już w laboratoriach wynalazki zasadzają się na odwróceniu wieloletnich przekonań na temat mechaniki kwantowej. Richard Feynman i David Deutsch jako pierwsi zasugerowali, by zamiast przekładać przedziwne własności małych obiektów na język naszych klasycznych intuicji, lepiej wykorzystać je z korzyścią dla nas. I potem już poszło.

Charles Bennett od kilkudziesięciu lat zajmuje się badaniem fizycznych aspektów tego, co nazywamy informacją, czyli jej subtelnym związkom z tym, co namacalne. Tak się bowiem składa, że choć matematycy lubią czasem myśleć o informacji w kategoriach bezcielesnego absolutu, to w rzeczywistości ma ona charakter fizyczny. Może być opisywana prawami fizyki – i jest nimi w definitywny sposób ograniczana. Trochę jak w “Lisbon Story” Wendersa, kiedy główny bohater usiłuje oddać się kojącej lekturze poezji Fernando Pessoa, ale natrętna mucha (komar?) nie pozwala mu osiągnąć pełnego zespolenia ze sztuką portugalskiego mistrza.

Bennett najlepiej znany jest zapewne z tego, że wraz z Gillessem Brassardem obmyślił jeden z dwóch sposobów na dystrybucję klucza kryptograficznego na sposób kwantowy – tak, że nie sposób owego klucza przechwycić bez zwrócenia uwagi nadawcy i odbiorcy. Bennett rozwinął niepodchwycony przez środowisko naukowe przełomowy pomysł swojego studenckiego kolegi Stevena Wiesnera. Wynalazcą drugiego sposobu jest znany dobrze czytelnikom Polityki fizyk i kryptolog Artur Ekert. Jego protokół ma bardzo frapujący naddatek mocy, bo zdaje się wykraczać poza obszar znanej nam mechaniki kwantowej, sygnalizując obecność jakiejś ogólniejszej, szerszej teorii.

Z czego Bennett nie jest znany poza środowiskiem kolegów, to jego niebywała wręcz skromność, życzliwość w stosunku do wszelkich istot żywych, a zwłaszcza studentów, nawet tych najmłodszych i pochodzących z krajów trudnych do zlokalizowania na mapie. Ma też Bennett mało ostentacyjny, ale wyjątkowo głęboki rys humanistyczny, czego dowodem chociażby projekt etyki matematycznej – opisany w tygodniku. Jest on autorem co najmniej kilku innych prowokacyjnych aktów twórczych. Na swojej stronie publikuje na przykład manifest mineralian – fikcyjnej grupy, która odmawia spożywania wszelkich organizmów żywych i żywi się tylko tym (aminokwasy, tłuszcze, witaminy, minerały), co sama zsyntetyzuje albo nawdycha się z powietrza. Jest też Bennett autorem homeopatycznej (absurdalnej, oczywiście) metody leczenia komputerów zarażonych wirusem odpowiednio spreparowanym fragmentem kodu.

Z Bennettem miałem ogromną przyjemność zetknąć się między innymi przy dwóch okazjach.

Po pierwsze, podczas improwizowanego jam session, w którym wziął także udział Vlatko Vedral, błyskotliwy fizyk z University of Oxford i National University of Singapore. Panowie rozmawiali, ja filmowałem, korzystając z życzliwości Julianti Tan, kierującej miejscem zwanym Pottery Jungle w Singapurze, gdzie doszło do spotkania. Tekst, który ukazuje się w Polityce oraz poniższe wideo są jednym z efektów tego krótkiego posiedzenia. Będzie ich więcej.

Po drugie, Charles Bennett dał też dowód swojej nieskończonej cierpliwości podczas realizacji dokumentu “Reality Lost”. O filmie napiszę wkrótce więcej. Dziś wspomnę tylko, że powstał on z inicjatywy wspomnianego wcześniej Artura Ekerta, szefa Centre for Quantum Technologies w Singapurze, i opowiada o tym, jak to mechanika kwantowa uśmierciła obiektywnie istniejącą rzeczywistość. Wrzucam poniżej dwa krótkie jego fragmenty, w których pojawia się Charles Bennett.

Pierwszy wprowadza widza w problematykę kryptografii kwantowej. Świadczy też o niespożytych siłach witalnych Bennetta, który bez trudu pokonał wielokilometrowy szlak Kent Ridge Trail w środku upalnego, tropikalnego dnia, by wieczorem dać znakomity wykład. Drugi, niewykorzystany w filmie, pozwala być świadkiem spotkania trzech ojców założycieli kryptografii kwantowej w jednym punkcie czasoprzestrzeni. Panowie wspominają czasy, kiedy wszystko było proste (no, w każdym razie prostsze).

Reklama
Polityka_blog_bottom_rec_mobile
Reklama
Polityka_blog_bottom_rec_desktop

Komentarze: 7

Dodaj komentarz »
  1. To ja mam małą kontrę.
    Nie dlatego, że hejtuję, bo Bennett z pewnością mądrzejszy ode mnie i wart pozanania. Nie dlatego, że znam się na fizyce bo się nie znam kompletnie. Interesuje mnie jednak wszechświat i lubię wyczulać na tzw. ołwerentuzjasm.
    Mathematical ethics? Bardzo prawdopodobne, że to i znak naszych przyszłych czasów, aczkolwiek nie jestem przekonany czy to będzie nowa i cokolwiek zmieniająca etyka.
    To chyba Heidegger pisał, że nauka poległa na ontologi, dlatego zaczęła zajmować się metafizyką.
    Dla mnie współcześnie fizyka częściowo (jak cała nauka) jest taką metafizyką i mitologią.
    Jeszcze niedawno Hawkins ogłosił, że chyba jednak tych czarnych dziur nie ma. Ostatnio ogłoszono wykrycie fal grawitacyjnych, które powodowane są między innymi przez czarne dziury. WTF? Wiem, wiem to bardziej skomplikowane ale z drugiej strony, dzięki archeologi i odkryciu starożytnych mitów i wierzeń wiemy, że ludzie uznawali (na wschodzie uznają) że istnieje większa prędkość niż prędkość światła. Dlaczego więc im nie wierzyć a wierzyć Einstein’owi? Chyba tylko ze względu na tą etykę-matematykę, czytaj percepcję/tzw doświadczenie. To doświadczenie jest jednak pewnym problemem: Jeśli wezmę jabłko, uniosę i upuszczę, jabłko spada – hurra Newton miał rację. Jeśli wezmę i połknę LSD albo DMT to już to jabłko nie zawsze chce spadać, właściwie to trudno o to jabłko 🙂 Jaka pewność, że to co jemy i sposób w jaki „szlifujemy” swoje nawyki/kod genetyczny nie ma wpływu na tzw. obiektywne doświadczenie? Inny przykład: Jeżeli płyniemy niesieni nurtem rzeki i mija nas jakiś obiekt, to czy możemy obliczać OBIEKTYWNIE jego prędkość nie znając własnej prędkości w tym nurcie? Jaka pewność, że my jako podmiot mierzący, jesteśmy stałym i niezmiennym punktem odniesienia/zaczepienia? Zwłaszcza przy tak delikatnych pomiarach jak świat kwantowy? W którym miejscu wszechświata znajduje się nieruchomy punkt matematyczny o prędkości zero? Nie czasem w krainie wyobraźni?
    Uwaga na ołwerentuzjasm przy tworzeniu etyki. Warto pamiętać; skoro nie wiemy co to jest byt, to cała reszta jest tylko metafizyką.

  2. @vps: „Nie dlatego, że znam się na fizyce bo się nie znam kompletnie”…

    „Dla mnie współcześnie fizyka częściowo (jak cała nauka) jest taką metafizyką i mitologią”

    No to neich sie Pan zdecyduje – zna sie Pan czy nie? W kazdym razie, z logika to cos nie ten tego…

  3. @vps: „Jeżeli płyniemy niesieni nurtem rzeki i mija nas jakiś obiekt, to czy możemy obliczać OBIEKTYWNIE jego prędkość nie znając własnej prędkości w tym nurcie? Jaka pewność, że my jako podmiot mierzący, jesteśmy stałym i niezmiennym punktem odniesienia/zaczepienia”

    Widac ze o fizyce nei ma Pan pojecia. Nie wiem jak w Polsce, ale w Ameryce o tym sie mowi w szkole sredniej.

  4. Reklama
    Polityka_blog_komentarze_rec_mobile
    Polityka_blog_komentarze_rec_desktop
  5. A.L.
    Jak widzę człowieka walącego głową w mur to nie potrzebuję znać jego biografii aby ocenić takie postępowanie. Po co mi wiedza z matematyki skoro wiem, że Zera jeszcze nikt nie spotkał i cała reszta jest obiektywnie względna.

  6. @vps: „wierzeń wiemy, że ludzie uznawali (na wschodzie uznają) że istnieje większa prędkość niż prędkość światła.”

    Ludzie uwazali ze Ziemai jest plaska I spoczywa na piamidzie zolwii. Do dzis tak niektorzy uwazaja. Czy to powod aby watpic w to ze Ziemia plaska nie jest?

  7. @A.L.
    Pan w tym swoim szkiełku które przykłada do oka, ma ustawiony tak mocny zoom, że często zapomina o czym ja piszę, a skupia się na tym jak piszę 🙂
    Racjonalne myślenie, czyli takie które odpowiada matematyce, która to znowu odpowiada za kształt naszej cywilizacji, to nie jest kompletne poznanie. Racjonalizm jest stosunkowo młody, jest oparty na percepcji jak cała matematyka. Percepcja jednak to nie wszystko, dodatkowo jest względna/zmienna wystarczy wypić flachę wódki, czyli wejść w inną interakcję z materią, niż ta do której tylko przywykliśmy. Ludzie przeżywają…np orgazm i nie da się tego oddać w pełni w sposób racjonalny, można zapisać w języku matematyki a to i tak nie będzie cała „prawda” o orgazmie.
    Ja się tutaj cały czas odnoszę do matematycznej etyki proponowanej przez Benneta, jak i do pojęcia – obiektywna rzeczywistość. Ona nie jest tylko racjonalna, ziemia nie jest tylko okrągła, jest także płaska i kiedyś ludzie używali innego języka, inaczej myśleli. (np. Majowie posługiwali się tonami dźwięku, prawdopodobnie też i Egipcjanie, czyli tu percepcja nie była nastawiona na wzrok tak jak w matematyce ale na słuch, to inny język który nastraja umysł inaczej – proszę spróbować oddać dane uczucie za pomocą melodii albo za pomocą rysunku czy wzoru, łatwo dostrzec różnicę).
    Wyczulam, nie ostrzegam, bo aż tak przemądrzały nie jestem, ale wyczulam aby sobie nie marnować czasu na kolejne palenie starych książek na stosach i podniety tą nową, czyli wyczulam na „ołwerentuzjasm”. Bo ja jestem przekonany, że matematyczna etyka to kwestia czasu i ona się przyjmie i to będzie nowe „objawienie”, tylko problem jaki w tym dostrzegam to to, że tak samo jak wiara w Boga jest dogmatem wynikającym z naszej wyobraźni i psychiki, tak samo matematyka i cała Nauka jest pewnym dogmatem, bo Zera nie ma, nie ma nawet punktu i idealnie prostej linii, jest tylko nasze wyobrażenie, nasza koncentracja na pewnym wycinku z całości, która nie stoi nawet w miejscu a płynie. To się przydaje do tego aby zbudować komputer, tak samo jak Bóg się przydawał do tego aby ludzie nie powariowali czy też nie zanudzili się na śmierć, ale czy to odkrywa jakąkolwiek „obiektywną prawdę”? Wątpię.

  8. „Najnowsze wydanie Polityki będzie naprawdę wyjątkowe – pojawi się w nim niezwykle rzadko obecna w mediach głównego nurtu postać Charlesa H. Bennetta, fizyka-filozofa z IBM Research.:

    Niestety, nie dostrzeglem niczego wyjatkowego, Przeczytalem artykul. W dalszym ciagu nie wiem na czym polega kwantowe kodowanei kluczy Bennetta. W dalszym siagu nei wiem czy jego „matematyczna etyka” to etyka w matematyce czy matematyka w etyce.. W dalszym ciagi nie wiem na czym polega „kwantowa teoria informacji”. Wiem natomiast, z cala pewnoscia, ze Bennett jest „rowny gosciu”

    Jak idzie zas o „glebokosc logiczna”… Cala teoria zlozonosci obliczeniowej (ile ich tam jest) generuje miary ktore nie sa obciazone fizyczna realnoscia. Bennett w swojej teorii miekkim ruchem pzrechodzi od zlozonsoci mierzonej wiekoscia programu maszyny Turinga na CZAS potrzebny ne realizacje tego program. Co ma maly sens, bo maszyne Turinga mozna realizowac na rozne sposoby I na roznym sprzecie. Ale nad tym problemem jakos sie przeslizguje, mimo ze obiecuje pokazac ze miara tego czasu jest „niezalezna”. Tylko nie pokazuje (mam na mysli ten artykul Logical Depth and Physical Complexity, Charles H. Bennett, IBM Research, Yorktown Heights NY 10598, USA, 1988)

    Neidawno prasa pisale o zakonczeniu trwajacego cos 50 lat eksperytmentu. Tyle czasu potzrebowala kropla smoly aby sie utworzyc I wyciec pzrez dziurke w dnei naczynia. Czy kropal smoly bardziej „gleboka logicznie” niz kropla wody? Jakos watpie

    Tak sie czesto zdazra ze naukowcy sprawni w dziedzinach technicznych dochodza do wniosku ze maja recepte na zycie I sa w stanei robic rozne uogolnienia. Filozoficzne. Na ogol ma to katastroficzne skutki. Nieliczne wyjatki potwierdzaja regule. Po (przyznam, dosyc pobiezym; nei placa mi za to) przegaldzie publikacji Bennetta mam wrazenie ze on tym wyjatkiem nie jest. Mimo neiwatpliwych I niekwestionowanych sukcesow na gruncie „quantum computing”.

    Zas jak idzie o artykul, uczieszylo mnei niepomiernie zdanie, cytuje z pamieci: Gigantyczny komputer, simulator tak zwanej Maszyny Turinga” 🙂

css.php