<div class="wpg-element paragraph">
<p>04-04-2009<br />Door Maurits Martijn</p>
</p></div>
<div class="figure--right">
<figure id="post-96447 media-96447" class="align-none"><img decoding="async" src="https://www.vn.nl/wp-content/uploads/2009/03/c58379dd-0fbe-42d0-8601-4d79c7355c26_leokouwenhoven_1501.jpg" alt="" border=" /></figure>
</div>
<div class="wpg-element paragraph">
<p>Leo Kouwenhoven (1963) is universiteitshoogleraar aan de TU Delft. Hij werkte aan de Universiteit van Berkeley en Harvard, ontving in 2007 de Spinoza-premie en in 2008 een ERC Advanced Grant, en is lid van de KNAW. Hij is medeorganisator van de Haagse wetenschapslezingen &#8216;Spinoza te Paard&#8217;.</p>
</p></div>
<div class="wpg-element paragraph">
<p>&#8216;Materie is opgebouwd uit atomen, net als ons lichaam. Die atomen bestaan uit kleine deeltjes, zoals elektronen en atoomkernen. Kwantummechanica is de natuurkundige theorie die deze kleine deeltjes beschrijft. Deze theorie is moeilijk te begrijpen binnen ons &#8220;klassieke&#8221; denken. Een aantal basisbegrippen waar we mee vertrouwd zijn, komen simpelweg niet overeen met de kwantummechanica, zoals de logica dat je altijd eerst een oorzaak hebt en pas daarna een gevolg. In kwantummechanica is dit causale verband niet zo strikt.</p>
<p>De klassieke manier om naar natuurwetenschap te kijken is deterministisch: als we de situatie nu kennen, dan kunnen we met formules berekenen wat de toekomst zal brengen. Maar de kwantummechanica geeft slechts antwoord in termen van kansen. Als ik een experiment doe, dan meet ik een bepaalde waarde en als ik dat met de theorie vergelijk, dan is het maximale dat de theorie kan geven de kans om een bepaald antwoord te krijgen. Je kunt zeggen: als een theorie het niet beter doet dan het berekenen van een kans, dan kan die theorie toch niet compleet zijn? Dat vond Einstein ook. Hij kon niet accepteren dat de natuur een fundamentele onzekerheid heeft en bracht zijn kritiek onder woorden met de omineuze uitspraak: God dobbelt niet.</p>
<p>Vooralsnog hebben we geen betere theorie. Misschien is kwantummechanica wel de ware theorie en heeft de natuur een fundamentele onzekerheid. Tot nu toe is er geen enkel experiment in tegenspraak met de kwantumtheorie. Er bestaan ook belangrijke toepassingen. Kernenergie is natuurlijk bekend. Maar bij een MRI-scan wordt er ook gemeten aan de atoomkernen in ons lichaam. Door die atoomkernen tegelijkertijd links- en rechtsom te draaien, iets wat alleen in de kwantumwereld kan, kunnen we verschillende atomen van elkaar onderscheiden en afbeelden in plaatjes. Een ander voorbeeld is de laser, waarbij lichtdeeltjes elkaar versterken. Ondanks het succes blijft het moeilijk te accepteren dat we de grondbeginselen niet begrijpen. Ik ook niet. Ik snap de wiskunde van de theorie, maar als je het probeert te vertalen naar woorden, dan kom je altijd op iets onmogelijks uit.</p>
<p>We kunnen steeds beter kleine objecten bouwen door atomen te stapelen; dit heet nanotechnologie. Wij willen steeds grotere objecten maken waarin we individuele elektronen kunnen vangen. We krijgen daarmee een nieuwe controle over zo&#8217;n enkel elektron en kunnen kwantumtrucjes uitvoeren. Bijvoorbeeld een enkel elektron uit elkaar trekken naar twee gescheiden posities. Dit demonstreren we niet alleen voor de lol. Er zijn allerlei interessante ideeën voor kwantumtoepassingen, zoals kwantuminformatie waarbij informatie niet slechts gecodeerd wordt als een 0 óf een 1. Een elektron die tegelijkertijd op twee posities zit, codeert namelijk tegelijkertijd een 0 én een 1. Als je meerdere elektronen op meerdere posities kan zetten dan boek je enorme winst in de hoeveelheid opgeslagen informatie. Als je met deze kwantuminformatie gaat rekenen, kun je enorme tijdwinst boeken bij het oplossen van moeilijke rekenproblemen. Er bestaan al prototypes waarmee pincodes veilig kunnen worden gecodeerd via kwantuminformatie. Het blijft bizar dat we kwantumonzekerheid ten goede kunnen keren voor betrouwbare toepassingen.&#8217;</p>
</p></div>
<p> </p>
<p> </p>
