Η κβαντική διαίσθηση των μαθητών και ο «βαθύς ύπνος» του σχολείου

11/06/2023

Εντυπωσιακά τα αποτελέσματα της δράσης εισαγωγής μαθητών λυκείου στις βασικές έννοιες και στην πρακτική της κβαντικής υπολογιστικής

Σε αυτή την κούρσα, η δεύτερη θέση δεν είναι επιλογή. O ανταγωνισμός μεταξύ ΗΠΑ, Μεγάλης Βρετανίας, Κίνας, Ρωσίας, Ιαπωνίας και άλλων χωρών για την κατάκτηση των κβαντικών τεχνολογιών είναι αδυσώπητος, αφού ο νικητής θα μπορεί να ξεκλειδώσει πανεύκολα την «παραδοσιακή» κρυπτογράφηση και να απειλήσει τη βιομηχανική, στρατιωτική και κυβερνητική υποδομή των αντιπάλων του, αλλά και να δημιουργήσει απροσπέλαστη κρυπτογράφηση, άρα τη δημιουργία «άθραυστων» επικοινωνιακών δικτύων, να αναπτύξει υπολογιστές και δίκτυα που ξεπερνούν σε απόδοση ό,τι γνωρίζαμε έως σήμερα και όλα τα άλλα προνόμια του θαυμαστού καινούργιου κόσμου που υπόσχεται η κβαντική υπολογιστική.

Φυσικά οι πιο συναρπαστικοί αγώνες είναι αυτοί στους οποίους συμμετέχουμε. «Αλλά εμείς κοιμόμαστε ύπνο βαθύ», όπως λέει χαριτολογώντας στην «Κ» ένας από τους κορυφαίους Έλληνες επιστήμονες, ο καθηγητής στο Τμήμα Μαθηματικών του ΑΠΘ Ιωάννης Αντωνίου. Η χώρα μας παραμένει προς το παρόν απλός παρατηρητής των ραγδαίων εξελίξεων στην παγκόσμια σκακιέρα, με ό,τι αυτό συνεπάγεται. Είναι χαρακτηριστικό ότι η 2η κβαντική επανάσταση της διεμπλοκής –θα επανέλθουμε παρακάτω– απουσιάζει εντελώς από την ύλη του σχολείου. Ήταν μετά μια τέτοια συζήτηση με φίλους καθηγητές από τη μέση εκπαίδευση που ο κ. Αντωνίου άρχισε να σκέφτεται πώς θα μπορούσε η ακαδημαϊκή κοινότητα να βοηθήσει. Κάπως έτσι… φούσκωσε το ΚΥΜΑ ή αλλιώς το πρόγραμμα Κβαντική Υπολογιστική για Μαθητές, μια καινοτόμος δράση εισαγωγής μαθητών και μαθητριών λυκείου στις βασικές έννοιες και την πρακτική της κβαντικής υπολογιστικής. Στο πρόγραμμα συμμετείχαν 119 μαθητές από 21 σχολεία της Κεντρικής Μακεδονίας και της Στερεάς Ελλάδας, οι οποίοι παρακολούθησαν εξ αποστάσεως 20 δίωρες σαββατιάτικες παραδόσεις μεταξύ 12 Νοεμβρίου 2022 και 29 Απριλίου 2023. Η ανταπόκριση των μαθητών ήταν μεγαλύτερη από τις προσδοκίες.

 «Τα παιδιά έχουν καταλάβει πιο καλά από εμάς το πού ακριβώς βρισκόμαστε, έχουν κβαντική διαίσθηση», σχολιάζει ο κ. Αντωνίου, ο οποίος μαζί με τον καθηγητή Δημήτριο Πουλάκη από το Τμήμα Μαθηματικών του ΑΠΘ, τον καθηγητή Σταύρο Σταυρινίδη και τον αναπληρωτή καθηγητή Μιχάλη Χανιά από το Εργαστήριο Φυσικής Στερεάς Κατάστασης Ηλεκτρονικής και Νανοτεχνολογίας του Τμήματος Φυσικής του Διεθνούς Πανεπιστημίου Ελλάδας, είχαν την επιστημονική εποπτεία του προγράμματος. Στο πλευρό τους συντάχθηκαν οι συντονιστές εκπαιδευτικού έργου δρ Κ. Ανεστόπουλος, δρ Π. Βενάρδος και δρ Α. Ευαγγελόπουλος, 20 μαθηματικοί από τη μέση εκπαίδευση και τρεις υποψήφιοι διδάκτορες, σε ένα υπόδειγμα συνέργειας μεταξύ Τριτοβάθμιας και Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης.

«Το πρόγραμμα λειτουργεί ως ένας οδηγός για τον “κβαντικό αλφαβητισμό” της νέας γενιάς που πρόκειται να ζήσει σε ένα εντελώς διαφορετικό τεχνολογικό περιβάλλον», λέει στην «Κ» ο κ. Σταυρινίδης. Όπως αναφέρει, δεν αργεί η εποχή που η κατανόηση της έννοιας και των ιδιοτήτων της «κβαντικής πληροφορίας» θα είναι προαπαιτούμενο για την επαγγελματική, την επιστημονική ακόμη και την κοινωνική ύπαρξη των πολιτών. «Δεν είναι τυχαίο ότι ο πρόεδρος Μπάιντεν έφερε την οργανωμένη έρευνα γύρω από την κβαντική υπολογιστική απευθείας στην εποπτεία του Λευκού Οίκου, ενώ πρόσφατα απηύθυνε πρόσκληση σε νέους επιστήμονες από όλο τον κόσμο να συνδράμουν στα σχετικά προγράμματα». Θυμίζεται ότι το βραβείο Νομπέλ Φυσικής για το 2022 απονεμήθηκε από κοινού στους επιστήμονες Αλέν Ασπέκ, Τζον Κλάουζερ και Αντον Τσέιλινγκερ για την πρωτοπορία τους στην επιστήμη της κβαντικής πληροφορίας με την αξιοποίηση της διεμπλοκής. Οι εξελίξεις υπερβαίνουν τον κοινό νου, αλλά η λέξη-κλειδί είναι η διεμπλοκή. Εξηγεί ο καθηγητής Αντωνίου: «Πριν από το 1980 η κβαντική θεωρία που όλοι ξέρουμε ήταν ένα εργαλείο για να υπολογίζουμε τη δομή ατόμων και μορίων. Ήταν η θεωρία που έδινε τις καλύτερες προβλέψεις, σφάλμα στο 5ο και 6ο δεκαδικό ψηφίο. Μαζί όμως με την κβαντική θεωρία υπήρχε και ένα μυστήριο φαινόμενο, η διεμπλοκή που πρακτικά σημαίνει ότι εάν διασπαστούν δύο σωματίδια ταυτόχρονα και το ένα βρεθεί στον Άρη και το άλλο εδώ υπάρχει στατιστική ανάμνηση αυτής της διεμπλοκής που μας επιτρέπει μετρώντας το ένα στη Γη να δούμε τι κάνει το άλλο στον Αρη. Αυτό όταν το ακούει κάποιος ακούγεται παράλογο, εξωτικό. “Spooky” το είχε χαρακτηρίσει ο Αϊνστάιν. Αφήγημα αλλοπαρμένων ανθρώπων. Έπρεπε να γίνουν πολλά πειράματα για να επαληθευτεί. Όλα την επαλήθευσαν. Ήταν μια αναπόδραστη πραγματικότητα. Σεβόμαστε τον Αϊνστάιν αλλά περισσότερο σεβόμαστε αυτό που παρατηρούμε, οπότε η ανθρωπότητα δημιούργησε κβαντικούς επεξεργαστές με βάση τη διεμπλοκή».

Οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να κάνουν πράγματα που δεν ήταν άλλοτε εφικτά. Η κρυπτογράφηση είναι το νούμερο ένα. «Η κβαντική κρυπτογράφηση δεν σπάει. Σπάει αλλά μόλις την σπάσεις θα το αντιληφθεί ο άλλος λόγω της διεμπλοκής. Αυτό που ζούμε είναι η 2η επανάσταση της κβαντομηχανικής. Οι Κινέζοι διαπίστωσαν διεμπλοκή μεταξύ Γης και δορυφόρου. Σήμερα έχουν ασφαλή επικοινωνία με οπτικές ίνες που δεν μπορεί να σπάσει. Αυτές οι επικοινωνίες είναι απροσπέλαστες». Όπως λέει ο ίδιος, μεγάλες χρηματοπιστωτικές εταιρείες έχουν ομάδες που ασχολούνται με κβαντικούς υπολογιστές, ενώ και φαρμακευτικές εταιρείες σχεδιάζουν φάρμακα έπειτα από προσομοίωση σε κβαντικούς υπολογιστές. «Η ανθρωπότητα έχει ήδη μπει σε διαδρομή που αλλάζει τα πάντα. Ό,τι ξέραμε για τους υπολογιστές και τα δίκτυα πριν από 10 χρόνια είναι ήδη ξεπερασμένο».

Το ΚΥΜΑ θα συνεχιστεί και του χρόνου αλλά διευρυμένο σε πανελλαδικό επίπεδο.

ΠΗΓΗ: www.kathimerini.gr