Aan kwantumverstrengeld licht merk je als buitenstaander niets. Alleen als je de effecten van twee bundels verstrengelde deeltjes met elkaar vergelijkt, kan je uitvinden dat er een correlatie is. Een slimme uitvinder bedacht een toepassing. Onmerkbaar kwantumgemerkt licht…
Kwantumverstrengeling
Kwantummechanica is niet-deterministisch: het is niet mogelijk exact te voorspellen wat er uitkomt als je een kwantumdeeltje meet. Een gruwel in de ogen van elke rechtgeaarde natuurkundige. Einstein bedacht daarom de Einstein-Podolsky-Rosen paradox om Niels Bohr en zijn kwantummechanica voor eens en voor altijd te ontkrachten. Als je twee kwantumdeeltjes met elkaar verstrengelt en vervolgens laat gaan, bepaalt de meting aan het ene deeltje hoe het andere deeltje zich gedraagt. Ook al bevinden deze deeltjes zich honderden kilometers uit elkaar (het meetrecord staat nu op 144 km). Deze invloed (als dat het is) reist sneller dan het licht, onmogelijk volgens de relativiteitstheorie.
Onzichtbaar gemerkt licht
Het hoe en waarom achter kwantumverstrengeling bezorgt natuurkundigen al tachtig jaar hoofdpijn. Wat uitvinders niet belemmert in het ontwikkelen van toepassingen van dit merkwaardige verschijnsel.
Zo is op dit moment al kwantumcryptografie in ontwikkeling: wie probeert kwantumverstrengelde fotonen af te luisteren, vernietigt de kwantumverstrengeling. De zender en ontvanger weten zo direct of er tijdens het zenden van de boodschap mee is geknoeid. Na Wikileaks vermoedelijk de droom van menig politicus. Een meer spectaculaire toepassing is het gebruiken van onzichtbaar gemerkt licht. Als verstrengeld licht terugkaatst, zou iemand hieraan kunnen zien dat het afkomstig is van de waarnemer zelf en dat het niet om licht uit andere bronnen gaat.
Zeker tijdens de regering-Bush zat DARPA, het onderzoeksinstituut van het Pentagon niet om geld verlegen, dus bedacht natuurkundige Seth Lloyd van het Massachusetts Institute of Technology een methode om kwantumverstrengeling op een voor militair gebruik interessante manier te gebruiken. Op een slagveld is waarnemen lastig en zitten signalen vol ruis: het onderwerp van een DARPA-onderzoeksprogramma waar Lloyd graag voor in aanmerking wilde komen. Bij het wiskundig uitwerken van zijn voorstel ontdekte hij iets absurds: de techniek werkte het beste als de kwantumverstrengeling al verbroken was. De scanner verstrengelt fotonen door met een fotonisch kristal één foton in twee -verstrengelde- fotonen te veranderen en zendt deze uit. Met een zeer gevoelige detector wordt van het teruggekaatste licht gemeten in hoeverre het kwantumverstrengeld is.
In theorie kan hiermee een miljoenmaal scherper beeld worden verkregen, aldus Lloyd. Hij verwachtte in februari 2009 dat het uiteindelijke apparaat binnen enkele jaren klaar was om te testen. Militairen zijn doorgaans niet erg mededeelzaam over strategisch gevoelige technologie, dus de stilte sindsdien kan mogelijk betekenen dat het apparaat of een kansloze mislukking, of juist een erg groot succes is…
Bron: Scientific American