De Nobelprijs heeft hij nog niet gewonnen, maar hij komt er absoluut voor in aanmerking: natuurkundige Alain Aspect. Een interview.

Aspects belangrijkste wapenfeit stamt uit het begin van de jaren tachtig: toen beslechtte hij een decennia oud debat tussen Albert Einstein en Niels Bohr over de quantummechanica, met een experiment dat hem destijds ten zeerste werd afgeraden. Maar sindsdien heeft de rijkelijk besnorde Fransman allesbehalve stilgezeten. KIJK sprak met hem over met elkaar verstrengelde deeltjes, teleportatie en de zogenoemde tweede quantumrevolutie, die mede door hemzelf werd ingeluid.

KIJK: De experimenten waar u het bekendst om bent, rond verstrengelde deeltjes, vallen onder de noemer ‘quantumteleportatie’. Betekent dit dat we deze techniek ooit kunnen gebruiken om voorwerpen van A naar B te ‘beamen’?

Alain Aspect: “Quantumteleportatie is fascinerend, maar om een andere reden dan de meeste mensen denken. De quantummechanische situatie van een voorwerp wordt volledig beschreven door de zogenoemde quantumtoestand. Helaas kun je die quantumtoestand maar gedeeltelijk bepalen; je kunt niet alle eigenschappen ervan meten. Daardoor lijkt het onmogelijk om zo’n quantumtoestand ergens anders te repliceren. Maar met quantumteleportatie kan dat wel. Daarmee kan ik de volledige quantumtoestand van een elektron hier overhevelen naar een elektron daar, zonder dat ik ooit te weten kom wat die quantumtoestand was. Dat is voor een natuurkundige heel wonderlijk. Maar hierbij wordt geen materie verplaatst; alleen quantuminformatie.”

U noemt het werk rond quantumverstrengeling en -teleportatie de ‘tweede quantumrevolutie’. Wat bedoelt u daar precies mee?

“Bij de eerste quantumrevolutie (die plaatsvond in de jaren twintig, red.) ging het om quantummechanica toegepast op enkele deeltjes. Dat wil zeggen dat wanneer je een verschijnsel hebt waarbij veel deeltjes een rol spelen, je de beweging van één elektron beschrijft en vervolgens zegt: ‘Dit gebeurt heel erg vaak.’ De tweede quantumrevolutie draait erom dat je er rekening mee houdt dat verschillende deeltjes interactie met elkaar hebben en met elkaar verstrengeld kunnen zijn. En dit is het soort vraagstukken waar mensen tegenwoordig echt warm voor lopen.”

Dankzij de eerste quantumrevolutie kregen we lasers en transistors. Wat mogen we dan van de tweede verwachten?

“De quantumcomputer bijvoorbeeld. Als je de verstrengeling tussen vele quantumbits onder controle kunt krijgen, heb je een computer gebaseerd op een totaal ander principe dan de huidige, met ongelofelijk krachtige rekenmogelijkheden. Maar niemand weet of we verstrengeling van zoveel deeltjes onder controle kunnen krijgen. Toen ik mijn experiment deed, was het maximale aantal verstrengelde deeltjes twee. Nu is het tien of twaalf; misschien veertien. Maar voor een quantumcomputer heb je er een miljoen nodig of zo. Op de weg daarnaartoe zijn er echter de nodige andere mijlpalen. Neem quantumcryptografie; het gebruik van quantummechanica om boodschappen te versleutelen of te ontcijferen. Daar kun je verstrengelde fotonen voor gebruiken.”

Dit is een fragment van een interview, te vinden in KIJK 2/2013. Dit nummer ligt in de winkel van 11 januari tot en met 7 februari.

College van Alain Aspect:

Meer informatie:

• Alain Aspect e.a.: Experimental test of Bell’s inequalities using time- varying analyzers (artikel in Phys. Rev. Lett. uit 1982)
• Alain Aspect e.a.: Experimental realization of Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm gedankenexperiment – a new violation of Bell’s inequalities (artikel in Phys. Rev. Lett. uit 1982)
• Alain Aspect: Quantum mechanics – to be or not to be local (Nature-artikel uit 2007)
• Uncertainty Principles: Thought experiments made real