Glejak wielopostaciowy, GBM - diagnoza, leczenie, nowości

[Crono5]

O mechanice kwantowej w funkcjonowaniu mózgu było także tutaj:

Kwantowa Dusza

---

przedruk z:
Świat Nauki Grudzień 2009

Autor: GEORGE MUSSER

To co psuje kwantowe splątanie, może je również naprawić

Czyż nie cudownie byłoby stać się elektronem? Korzystałoby się wówczas z cudów mechaniki kwantowej, takich jak przebywanie jednocześnie w dwóch miejscach - bardzo przydatne, gdy trzeba sprostać sprzecznym wymogom współczesnego życia. Niestety, fizycy już dawno rozwiali te fantazje, twierdząc, że prawa fizyki kwantowej stosują się tylko do mikroskopowych obiektów.

A jednak to tylko mit. Według współczesnego poglądu, który akceptację zyskiwał w ostatnich 10 latach, te efekty są przed nami zakamuflowane ze względu na ich własną złożoność. One tam są, ale trzeba wiedzieć, jak na nie patrzeć, a fizycy zrozumieli, że pojawiają się w makroskopowym świecie częściej, niż można by się spodziewać. „Standardowy argument o przetrwaniu kwantowych efektów może być zbyt pesymistyczny" - mówi laureat Nagrody Nobla Anthony Leggett z University of Illinois.

W najbardziej charakterystycznym takim efekcie, nazwanym splątaniem, dwa elektrony ustanawiają rodzaj telepatycznego związku, który rozciąga się w przestrzeni i czasie. Nie ogranicza się to wyłącznie do elektronów, również ludzie utrzymują kwantową więź ze swoimi ukochanymi, która trwa niezależnie od ich wzajemnej odległości. Brzmi to bardzo romantycznie, ale w istocie chodzi o to, że cząstki są nad wyraz swobodne - wiążą się ze wszystkimi innymi napotkanymi na swojej drodze. Ludzie również utrzymują kwantowy związek z każdym, kto wpadł na nich na ulicy, oraz z każdą cząsteczką powietrza, która otarła się o skórę. Niechciane związki przeważają nad tymi pożądanymi. Splątanie udaremnia splątanie w procesie nazywanym dekoherencją.

Aby utrzymać splątanie i je wykorzystać na przykład w kwantowych komputerach, fizycy używają tych wszystkich sposobów, do których uciekają się rodzice kontrolujący przyjaźnie nastoletnich dzieci, czyli izolują cząsteczkę od otoczenia albo towarzyszą jej i udaremniają niechciane splątania. Na ogół odnoszą
również dużo sukcesów. Jednak jeśli nie można pokonać otoczenia, to dlaczego nie chcieć go spożytkować? „Może ono działać na korzyść" - mówi fizyk Vlatko Vedral z National University of Singapore i University of Oxford.

Jianming Cai i Hans J. Briegel z austriackiego Institut fur Ouantenoptik und Ouanteninformation w Innsbrucku oraz Sandu Popescu z University of Bristol w Wielkiej Brytanii zaproponowali pewne nowe podejście. Rozważali cząsteczkę w kształcie liter}' V, która może otwierać się i zamykać jak szczypczyki. Kiedy cząsteczka jest zatrzaśnięta, dwa elektrony na końcach szczypiec zostają splątane. Jeśli pozostawić je w takim położeniu, to zatracą splątanie w miarę jak cząsteczki z otoczenia będą je bombardować. Odzyskanie splątania nie jest możliwe.

Pomysł polega na tym, żeby otworzyć cząsteczkę i, na przekór intuicji, pozostawić elektrony jeszcze bardziej narażone na zderzenia. W tym położeniu dekoherencją doprowadza elektrony do naturalnego stanu o najniższej energii. Następnie należy zamknąć cząsteczkę i na nowo wytworzyć splątanie. ' Gdy takie zamykanie i otwieranie będzie się wykonywać dostatecznie szybko, to osiągnie się taki rezultat, jakby splątanie nigdy nie zniknęło. Badacze nazywali ten efekt „dynamicznym splątaniem", w przeciwieństwie do statycznego, które trwa tak długo, jak długo system jest oddzielony od otoczenia. Twierdzą, że mimo oscylacji dynamiczne splątanie potrafi wszystko to, co statyczne.

W innym podejściu wykorzystuje się grupę cząstek zachowujących się identycznie, kolektywnie. Ze względu na wewnętrzną dynamikę układu może -ona mieć wiele naturalnych stanów równowagi, odpowiadających różnym, ale zbliżonym energiom. Kwantowy komputer może zapamiętywać dane w tych stanach równowagi, a nie w stanach poszczególnych cząstek. Taka metoda, zaproponowana po raz pierwszy 10 lat temu przez Aleksieja Kitajewa z Instytutu Fizyki Teoretycznej im. L. Landaua w Rosji jest znana jako pasywna metoda korekcji błędów, ponieważ nie wymaga, aby fizyk aktywnie nadzorował stany cząsteczki. Jeśli grupa wyjdzie ze stanu równowagi, otoczenie zapewni, że powróci do niego. Tylko gdy temperatura będzie zbyt wysoka, otoczenie zniszczy grupę, zamiast ustabilizować jej kolektywność. „Powoduje ono zarówno powstawanie błędów, jak i ich usuwanie" - mówi Michał Horodecki z Instytutu Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki Uniwersytetu Gdańskiego.


Sztuka polega na tym, żeby otoczenie szybciej eliminowało błędy, niż je tworzyło. Horodecki, Hector Bombin z Massachusetts Institute of Technology i ich współpracownicy niedawno opracowali układ spełniający ten właśnie warunek, jednak ze względów geometrycznych wymagałby on większej liczby wymiarów przestrzennych. Autorzy innych opublikowanych ostatnio prac sugerują stosowanie układów z normalnej przestrzeni zamiast tych z wyższej geometrii oraz wykorzystanie działania pola sil do uzyskania nadwyżki usuwania błędów. Ale te układy mogą nie być zdolne do wykonywania ogólnych rachunków.
Z przedstawionych prac wynika, że, paradoksalnie, splątanie może istnieć w dużych, gorących układach - włączając w to organizmy żywe. „To dopuszcza taką możliwość, żeby splątanie odgrywało rolę lub było zasobem w układach biologicznych" - mówi Mohan Sarovar z University of California w Berkeley, który niedawno odkrył, że splątanie może wspomagać fotosyntezę [patrz: „Moc chlorofilu", PANORAMA; Świat Nauki, październik 2009]. W cząsteczkach wrażliwych na pole magnetyczne, wykorzystywanych przez ptaki jako kompasy, Vedral, Elisabeth Rieper, również z Singapuru, i ich współpracownicy odkryli, że elektrony mogą być splątane 10 do 100 razy dłużej, niż przewiduje to zwykła teoria. A więc, mimo że organizmy żywe nie będą miały właściwości elektronów, mogą czerpać korzyści z ich cudownej kwantowości.