ELEARNING.SK | PR SPRÁVY | GSGROUP | NAJDES.SK | BRIGÁDY, PRÁCA | GLOBALOFFICE.SK | REGISTRAČNÉ VIRTUÁlNE SÍDLO FIRMY | MINCE | CMS | ESHOP | TESTIVA
Prihlásenie:
>Staňte sa redaktorom eQuark.sk

eQuark.sk

Anketa

Ak by ste o tom mohli rozhodnúť práve vy, zaradili by ste Pluto opäť medzi planéty?

Quark

Kvantová fyzika je elegantná

13.6.2008 11:36:19 | * q
| Počet zobrazení: 2977x

Hovoríme s prof. Dr. Vladimírom Bužekom, DrSc., vedúcim Centra pre výskum kvantovej informácie Fyzikálneho ústavu SAV

Výsledky vedeckej práce Vladimíra Bužeka prispeli k poznaniu toho, aké sú hranice spracovania kvantovej informácie. Profesor Bužek vybudoval v Slovenskej akadémii vied vedeckú školu uznávanú doma i v zahraničí. Minulý rok mal mimoriadne úspešný na ocenenia. Ako člen medzinárodného výskumného tímu sa dostal do finále súťaže o Descartesovu cenu, čo je najvyššie ohodnotenie za vedu v Európskej únii. Prezident mu udelil Rad Ľudovíta Štúra I. triedy za mimoriadne významné zásluhy v oblasti vedy a výskumu a šírenie dobrého mena Slovenskej republiky v zahraničí. Literárny fond zasa prémiu za trojročný vedecký ohlas, čiže za najviac citácií v odbornej literatúre.

Myslíte si, že ocenenia sú hlavným motorom práce vedcov? 

Ocenenie samo o sebe nie je motivácia. Tá je niekde úplne inde. Je to zvedavosť, radosť. Keď zrazu vidíte, že tá veľká skladačka sa začína pomaly naplňovať a máte pocit, že niečomu rozumiete. To je skutočná motivácia. Vedci asi nie sú veľmi motivovaní tým, aby boli viditeľní. Skôr je to o práci v ústraní. Na to však musíte mať osobnostnú výbavu, aby ste boli schopní sedieť dlhé hodiny v pracovni či laboratóriu. Určite však poteší, keď si spoločnosť všimne, že ste niečo dobré spravili. Možno, že by stálo za to, keby aj u nás boli ceny, ktoré by garantovali financovanie výskumu oceneného na niekoľko rokov. Za takýmito príkladmi netreba chodiť ďaleko – v Rakúsku je to prestížna Wittgensteinova cena, v Nemecku Leibnitzova cena. Tu sa spája dobré s užitočným – spoločnosť sa nielen dozvie o dobrom vedcovi, ale prostredníctvom ceny mu zabezpečí financie na výskum na niekoľko rokov dopredu.

O čom veda vlastne je? 

Veda je pre mňa bádanie, hľadanie niečoho skutočne nového. Na počiatku neviete nič, máte len hmlistú predstavu kam ísť, čo hľadať. Počas putovania však môžete nájsť veľa zaujímavých vecí. Vedu preto vnímam ako intelektuálny, skoro až intímny zážitok z bádania. To, že výsledky týchto individuálnych bádaní sa časom môžu pretaviť do čohosi, čo prispeje k tomu, že sa v budúcnosti nájde niečo konkrétne na využitie, je taký bonus navrch. Nemyslím si, že samotná praktická aplikácia je hnacím motorom. Poviem vám to na príklade rozprávky. Aká je aplikačná hodnota rozprávky? Nulová. Nie je žiadnym operačným návodom. A predsa rozprávka má nezameniteľnú úlohu v spoločnosti. V nej sa definujú hodnoty, bez ktorých sa v živote nezaobídeme. Veda tiež funguje na takomto princípe. Hovorí o poznaní okolitého sveta. Toto poznanie má samo o sebe hodnotu.

Aká bola cesta, ktorou ste sa ku kvantovej fyzike a výsledkom v nej dostali? 

Bolo to naivné študentské rozmýšľanie o štruktúre času a časopriestoru. Kládol som si otázku či je časopriestor, teda zjednotenie času a priestoru v jeden nedeliteľný celok, kontinuom alebo granulovanou diskrétnou štruktúrou. Študoval som vtedy v Moskve a zašiel som za profesorom Vladimírom Georgevičom Kadyševským, nesmierne vzdelaným človekom, ktorý sa venoval kvantovej teórii poľa s novou fyzikálnou konštantou – takzvanou fundamentálnou dĺžkou. Táto teória ma zaujala. Mal som šťastie, že som niekoľko rokov študoval a pracoval pod vplyvom V. G. Kadyševského, ktorý ma ako vedca formoval. Potom som sa po ôsmich rokoch vrátil z Ruska domov. Tu ďalšie tri roky nasledovalo moje intelektuálne blúdenie. Nevedel som, kde si sadnúť, čo robiť, čomu sa venovať. Mal som veľkú krízu v hľadaní svojej cesty. Ako to v živote chodí, pomohla náhoda a dostal som sa na vedecký pobyt do Anglicka do skupiny profesora Petra Knighta. Tam som sa v rokoch 1990 – 1992 zameral na kvantovú optiku a neskôr, od roku 1992, som sa začal zaoberať problémami, ktoré súviseli s kvantovou teóriou informácií. Mal som opäť šťastie – vtedy vlastne táto teória začala vznikať.

Ako sa na kvantovú fyziku pozeráte dnes? 

Kvantovú fyziku považujem na najväčší intelektuálny počin ľudstva. Navyše kvantová teória je naozaj elegantná. Popisuje svet, s ktorým človek nemá žiadnu existenčnú skúsenosť. Klasický, makroskopický, svet vnímame cez binárne opozície ako vpravo – vľavo, hore – dole, teplo – zima. Jedno vylučuje druhé, niečo je buď vpravo alebo vľavo. Na kvantovej úrovni je však situácia iná. V takomto svete môže byť objekt súčasne vpravo aj vľavo. Hovoríme, že objekt sa nachádza v superpozícii stavov. Takéto čisto kvantové superpozičné stavy dramatickým spôsobom ovplyvňujú charakter sveta. Pokúsim sa priblížiť rozdiel medzi klasickým a kvantovým svetom na príklade knihy. V tomto príklade už vstupuje do hry aj kvantová informácia. Usporiadanie slov na stránkach knihy nesie informáciu. Ak sa kniha správa podľa zákonov klasickej fyziky, potom informáciu, ktorá je v knihe vytlačená, môžu prečítať mnohí čitatelia. Obsah knihy sa čítaním nemení. Všetci čitatelia majú k dispozícii tú istú informáciu obsiahnutú v knihe, ktorú môžu kopírovať a šíriť ďalej. Na kvantovej úrovni je situácia dramaticky odlišná. Kvantová kniha môže byť superpozíciou všetkých možných kníh – tých, čo už boli napísané aj tých, čo ešte iba budú napísané. Takáto kvantová kniha kníh, akási metakniha, je však nezvyčajná tým, že čitateľ čítaním mení jej obsah. Kniha sa pri čítaní mení špecifickým spôsobom tak, že kolabuje do jedného príbehu. Dalo by sa povedať, že tento príbeh je určený tým, čo od knihy očakávate, čo sa pýtate, čo o knihe a príbehu vopred viete. Čitateľ teda dotvára konečnú podobu knihy. Robí to takým spôsobom, že stráca možnosť prečítať ostatné príbehy v kvantovej knihe. Čo je najzaujímavejšie, čitateľ pri druhom čítaní tej istej kvantovej knihy v nej už môže nájsť iný príbeh. Takáto kvantová kniha má veľa iných bizarných vlastností, medzi iným aj to, že sa nedá presne kopírovať.

Tým sa dostávame k vášmu najvýznamnejšiemu výsledku. 

S Markom Hillerym, mojím dlhoročným kolegom a priateľom z New Yorku, sme mali šťastie, že sme si položili triviálnu otázku. Ak sa kvantová kniha nedá presne skopírovať, teda nedá sa vyrobiť presná kópia kvantovej informácie, dá sa skopírovať aspoň približne?
Našli sme hranice kopírovania kvantovej informácie, ktoré sa neskôr ukázali ako optimálne riešenie. Tak vznikla celá oblasť výskumu, v ktorej sa vedci snažia nachádzať približné operácie k operáciám, ktoré sú kvantovou fyzikou zakázané. Vo svete sa neskôr realizovali mnohé experimenty, ktoré potvrdili naše predpovede. Druhá práca, ktorú si vážim, sú kryptografické protokoly založené na vlastnostiach kvantových systémov – medzi takéto patrí napríklad kvantový protokol o zdieľaní tajomstva.

V oblasti praktického využitia kvantovej fyziky sa najviac spomínajú kvantové počítače. Ako vidíte ich realitu? 

Túto otázku kladú mnohí, najmä tí, ktorí financujú výskum. Pred desiatimi – dvanástimi rokmi bola odpoveď, že budú o dvadsať rokov. Dnes tiež mnohí hovoria, že budú o dvadsať rokov... Napriek tejto trochu skeptickej poznámke treba povedať, že za tých dvanásť rokov sa v oblasti kvantových počítačov poznanie nesmierne posunulo. Sú veci, o ktorých sme netušili a teraz vieme. Kvantový počítač ako koncept je však nesmierne zložitý, komplexný. Môj osobný pocit je, že ťažko môžete predpokladať, že o päť rokov budete mať na stole počítač, ktorý bude mať v sebe kvantový procesor. Na druhej strane princípy kvantovej mechaniky sa už v komunikácii používajú pri prenose kryptografických kľúčov. Teda praktické využitie je aj nie je.

Riešením ktorých úloh sa v Centre pre výskum kvantovej informácie Fyzikálneho ústavu SAV, ktoré vediete, zaoberáte? 

Nás je málo – desať. Všetci okrem mňa sú študenti a mladí vedeckí pracovníci do 30 rokov. Venujeme sa však mnohým problémom. Jeden z našich konkrétnych projektov je o koncepte programovateľných kvantových procesorov. Inými slovami, snažíme sa zistiť, ako stav jedného kvantového systému ovplyvňuje dynamiku druhého kvantového systému. Druhý okruh problémov je spojený s kvantovou teóriou merania. To je fundamentálny problém v kvantovej teórii. Napokon, príklad kvantovej knihy hovoril o tom, že meranie kvantových systémov je veľmi zložité. Ďalej študujeme problém kvantových pamätí, teda akým spôsobom sa dá kvantová informácia zapísať do pamäte, a potom z pamäte konzistentne a deterministicky prečítať. Zaujímame sa o komunikačné protokoly, medzi iným ako sa dajú využiť kvantové korelácie v procese tajného hlasovania. Snažíme sa tiež povedať niečo o kompresii kvantovej informácie.

Dôležité je udržiavanie medzinárodnej spolupráce a získavanie medzinárodných skúseností. Je to zložité? 

Pracovať môžeme predovšetkým vďaka medzinárodnej spolupráci, ktorú máme veľmi širokú. Spolupracujeme s pracoviskami v Japonsku, Austrálii, Kórei, Číne, Chile, Brazílii, Mexiku, Kanade, USA, Singapúre a v krajinách Európy. Na projektoch v rámci Európskej únie nielen participujeme, ale ich aj z Bratislavy koordinujeme. V centre máme stále niekoho zo zahraničia. Teraz sú tu doktorandi z Maďarska, Fínska a Talianska. Navyše každý týždeň máme nejakého hosťa. Považujem to za vynikajúce nielen z pohľadu fyziky, ale aj z kultúrneho kontextu. Moji študenti musia na jednej strane komunikovať v cudzom jazyku, najmä v angličtine, na druhej strane mám taký princíp, že všetci zahraniční hostia a študenti, ktorí k nám prídu na dlhší čas, sa učia po slovensky.

Tým sa dostávame k vede na Slovensku. Od vzniku Slovenskej republiky sa zaznávala a nedostatočne financovala. Teraz sa však považuje za prioritu. Stačí to? 

Pohľad na vedu na Slovensku závisí od toho, ako ste osobnostne profilovaný. Ak ste skeptik a pesimista, tak môžete stále zalamovať rukami, aké je to katastrofálne. Ak ste optimisticky ladený človek, tak to môžete vidieť z trochu inej perspektívy. Veda na Slovensku dlhý čas neexistovala. Pred dvadsiatym storočím to boli singulárne veci a pred druhou svetovou vojnou jej bolo minimálne. Prvým slovenským profesorom fyziky bol Dionýz Ilkovič, ktorého menovali v roku 1941. Porovnajte tento dátum s dátumom, keď Isaac Newton zasadol na lucasovský profesorský post na univerzite v Cambridgei. To bolo tristo rokov predtým. Týchto 300 rokov v rozvoji vedy sa dá ťažko nahradiť. Veda vo Veľkej Británii sa vyvíjala oveľa dlhšie než na Slovensku. Preto riešime problémy vo vede, ktoré si Briti už dávno medzi sebou vyriešili. Je však úlohou vedcov, aby si svoju pozíciu vybudovali. A to môžu urobiť jedine tak, že budú špičkoví. Zdá sa mi, že veda na Slovensku prežila dramatickú krízu v polovici deväťdesiatych rokov minulého storočia. Odvtedy sa situácia radikálne zmenila. Kvalitný výskum je viditeľnejší, lepšie financovaný a má lepšiu perspektívu. Stav možno nie je ideálny, ale zmeny sú výrazné, preto som optimista. Verím, že pri istých modifikáciách manažmentu máme na Slovensku šancu robiť kvalitnú vedu.

Obmenou večného sporu o tom, či bola skôr sliepka alebo vajce, je na Slovensku spor, či je dôležitejší základný alebo aplikovaný výskum. Ako to vidíte? 

Ja delím výskum na kvalitný a nekvalitný. Či je základný alebo aplikovaný, je už druhotné. Veď raz otvára základný výskum priestor pre aplikovaný a druhý raz je to naopak – aplikovaný výskum otvára dvere do úplne nových oblastí základného výskumu. Delenie by preto malo byť podľa kvality.

Ak sa však stanovujú priority štátov, vždy sa vyjadrujú v oblasti aplikovaného výskumu. Írsko si napríklad vytýčilo za priority informačné technológie a biotechnológie. Čo by malo urobiť Slovensko? 

Dávať si priority vyžaduje kvalifikované rozhodnutia. Keď som pred šiestimi rokmi dostal cenu E. T. S. Waltona v Írsku a prišiel som po prvýkrát do krajiny, udivovalo ma, že Íri nemali kvalitné diaľnice. Vtedy tam boli cesty oveľa horšie ako na Slovensku. Z obdoby štrukturálnych fondov financovali univerzity a nie cesty. Bolo mi sympatické, že mali odvahu investovať do nákupu hláv a rozvoja vedy na univerzitách a neinvestovali do betónu. Jednoducho kúpili celé vedecké tímy z Británie či USA. Tie vytvárali ostrovy pozitívnej deviácie, okolo ktorých sa začal budovať špičkový výskum. Ako priority si vybrali informačné technológie a biotechnológie. Dnes prostredníctvom Science Foundation Ireland tieto výskumy veľmi štedro financujú. Na Slovensku bude výber priorít oveľa zložitejší. V každom prípade však platí, že priority vedy by sa mali odvádzať od vedeckých osobností, ktoré máme alebo sme schopní na Slovensko dostať. Musíme sa naučiť, že tak ako futbalisti a hokejisti, dajú sa kúpiť aj vedci. Kvalitný vedec môže v konečnom dôsledku urobiť pre vedeckú komunitu to, čo Beckham pre futbalový klub. Dokáže sústrediť okolo seba iných kvalitných ľudí. Dokáže klásť otázky a odpovedať na ne, získať peniaze v grantových agentúrach, školiť študentov, doktorandov, motivovať ľudí do medzinárodnej spolupráce. Na Slovensku sú kvalitní vedci a pár ďalších by sa dalo získať – je to naozaj iba o nastavení systému financovania vedy, ktorý musí preferovať špičkovú kvalitu. To je realistická úloha.

Pripravil MARIÁN BABIC 

Zdieľaj článok
 
Hodnotenie: 4,65
Príspevok na titulke

Vyberte článok na titulku kliknutím na linku

 

www.brigada.sk - brigády, brigáda, práca, zamestnanie www.najdes.sk - katalóg, portál, vyhľadávač www.equark.sk - veda, výskum, technika www.uvery.sk - úvery, pôžičky, hypotéky www.elearning.sk - elearning, LMS, vzdelávanie, kurzy, elektronické vzdelávanie www.globaloffice.sk - registračné sídlo, virtuálna adresa a kancelária www.globalhosting.sk - domény, doména, webhosting, hosting www.globalweb.sk - CMS, WCMS, redakčný systém, publikačný systém www.globalshop.sk - internetový obchod, eshop, e-commerce Global Services Slovakia s.r.o. - www.gsgroup.sk, informačné systémy, portálové riešenia, intranety, web dizajn

Generuje redakčný CMS systém GlobalWeb spoločnosti Global Services Slovakia s.r.o.