Einstein'ı şaşkına çeviren kuantum özelliği üzerine yeni deneyler

Albert Einstein'ın kuantum fiziğini onaylamamasının nedenlerinden biri, uzaktan anlık eylemleri, ışık hızından daha hızlı yayılıyor gibi görünen etkileri tahmin ediyor gibi görünmesidir. 2022'de Alain Aspect, John Clauser ve Anton Zeilinger, kuantum "yerel olmayışını" doğrulayan deneyleri nedeniyle Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldüler: gözlemcilerin özgür iradeye sahip olduğu (hangi ölçümleri yapacaklarını seçmek için) ve ışık hızından daha hızlı hızlarda iletişimin imkansız olduğu "gizli değişken" teorileriyle açıklanamayan korelasyonların varlığı. Ancak Nobel ödüllü deneyler sorumlu mekanizmayı açıklamıyor. Bir olasılık, gizli değişkenlerin hangi ölçümlerin yapılacağını belirlemesidir: fizikçilerin sahip olduğuna inandıkları özgür irade bir yanılsama olurdu. Bir diğer olasılık ise ışık hızından daha hızlı iletişimin mümkün olmasıdır. Üçüncü olasılık ise gizli değişkenlerin var olmamasıdır.

Brezilya'daki Campinas Üniversitesi'nden Carlos Vieira, Hong Kong Üniversitesi'nden Ravishankar Ramanathan ve Sevilla Üniversitesi'nden Adán Cabello'nun Nature Communications dergisinde yayımlanan makalesinde, bu olasılıklar arasında karar vermemizi sağlayacak yeni deneyler yapmanın mümkün olduğu belirtiliyor.

Araştırmacılar, "Yerel gizli değişken teorilerinin ardındaki varsayımlardan en az biri başarısız olmalı. Burada [ Nature Communications makalesinde], yalnızca biri başarısız olursa, o zaman tamamen başarısız olması gerektiğini gösteriyoruz, böylece özgür iradeyi kısmen kısıtlayan veya uzaktan anlık eylemlere kısmen izin veren gizli değişken teorilerini ortadan kaldırıyoruz," diyor.

İsviçre'deki Cenevre Üniversitesi'nden Nicolas Gisin, New Scientist'e çalışmanın kuantum teorisinin neden "yerel olmayan" olduğuna dair yanlış anlamaların bazılarını ortadan kaldırmaya yardımcı olabileceğini söylüyor: "Bell eşitsizliğinin deneysel ihlali kanıtlandı. Zaten yapıldı. Ancak bir teoreminiz olmasını istiyorsanız her zaman varsayımlar eklemeniz gerekir," diyor Gisin.

“Bunu 100 yıldır yapıyoruz, herkes fikrini söylüyor. Ama bizim bilim yapmamız gerekiyor. Dünyadaki tüm niyetlerle yaptığımız iş tamamen aseptik. Deneylerin ne söylediğine bakmalısınız. Birisi özgür iradenin eksikliğinden iğrenebilir, ama bu mantıksal bir olasılık. Bu yüzden, bu nedenle, bunu bilimsel olarak inceleyeceğiz. Birisi, Einstein gibi, uzaktan anlık eylemlerden iğrenebilir, ama bu tartışmada mantıksal bir olasılık, bu yüzden bunu bilimsel olarak keşfetmeye çalışacağız. Bu bir görüş meselesi değil; ne olacağını görmek için laboratuvara gideceğiz,” diye savunuyor Adán Cabello .

Özgür iradenin eksikliği sorusu, Arjantinli astrofizikçi ve filozof Gustavo E. Romero'nun özetlediği bir kavram olan süperdeterminizme olan inancı da körükleyebilir: "Günlük dilde, evrendeki tüm olayların ortak bir başlangıçla belirlendiği anlamına gelir. Tüm durumlar geçmiş bir durumla tanımlanmıştır. Başka bir deyişle, evrende katı bir determinizm vardır."

Romero yakın zamanda verdiği bir röportajda, "Bence, özgür iradenin var olmadığını ve mantıklı olmadığını düşünmek için felsefi nedenler var," diye savundu: "Kozmolojik bağlama bakarsanız, tüm evren başlangıçta o kadar kompakttı ki, temelde, tüm sistemler nedensel olarak birbirine bağlıydı. İnsanlar, var olan her şey gibi, doğal olan her şey gibi, doğal yasalara uyarlar."

Felsefi değişkenlerin yanı sıra, Vieira, Ramanathan ve Cabello'nun araştırmaları pratik uygulamalara sahiptir. Cabello, kriptografide güvenlik seviyesinin artırılacağını belirtiyor. "Mevcut sistemlerde, saldırganın hangi önlemlerin alınacağına karar veremeyeceği varsayılıyor. Ancak saldırgan, önlemleri seçmek için kullanılan rastgele sayı üreteçlerini hackleyebilir ve güvenliği tehlikeye atabilir. Gösterdiğimiz şey, hacklemenin yalnızca kısmi olması koşuluyla, bu durumda bile güvenliğin geri kazanılabileceğidir."

Kuantum bilgisayarları için pratik uygulamalar da vardır. Bu bağlamda Ramanathan, New Scientist'e kuantum bilgisayarlarının bu keşiften faydalanabileceğini çünkü bilgisayarın bazı parçalarının diğer parçalar üzerinde istenmeyen etkilere sahip olma sorununun hafifletilebileceğini söylüyor.