DE WEDDENSCHAP - MARE 21, 20 februari 2003

Intieme verstrengeling overleeft scheiding

De gokkende geleerde
Je zou het niet altijd meteen zeggen, maar veel wetenschappers zijn wel in voor een wedje. Om een wetenschappelijk punt te maken, om tegenstanders uit te dagen, om het genot van het gelijk krijgen of gewoon voor de lol.
Neem bijvoorbeeld de beroemdste wetenschapper van allemaal, kosmoloog Stephen Hawking, die talloze weddenschappen heeft gesloten over zwarte gaten. Inzetten varieerden van een bankbiljet tot een abonnement op de Penthouse. (Hawking verloor die weddenschap overigens)
Ook in Leiden wordt regelmatig wetenschappelijk gewed, beaamt microbioloog dr. Guido Bloemberg, die met ex-decaan en emeritus prof.dr. Kees Libbenga heeft gewed dat er binnen tien jaar een menselijke kloon geboren zal worden - mét bewijs, dus de recente Clonaid-stunt telt niet. ‘We hebben er een doos rode wijn tussen staan‘, aldus Bloemberg, ‘en Euroshopper zou wel een teleurstelling zijn.‘
Wetenschappers hebben gewed over het bestaan van elementaire deeltjes, of het heelal ooit weer instort, of computers zullen denken, of de aarde plat is of rond en of er nú mensen zijn die in 2150 nog leven (en gewonnen weddenschappen kunnen incasseren). Minstens twee laboratoria hebben speciale logboeken voor weddenschappen.
De weddenschap is speels, vestigt de aandacht op een vraag en - als het goed gaat op je vooruitziende blik als wetenschapper. Bovendien kun je er nog eens iets leuks aan overhouden. Of natuurlijk een beschadigde reputatie.
En ja, wedden is frivool, irrationeel en soms kinderachtig. Mare heeft dan ook besloten deze gewoonte aan te moedigen en daagt Leidse onderzoekers uit om te wedden in een nieuwe rubriek: ‘De weddenschap.‘
Of u zich nu van de winstbeluste of de visionaire kant betuigt, Mare is uw tussenpersoon. Wie wat te wedden heeft of wie op een eerder aangeboden weddenschap in wil gaan, kan reageren op weddenschap@mare.leidenuniv.nl.
Mare zal de weddenschap in haar kolommen lanceren, eventueel wedlustigen met elkaar in contact brengen, en - als het zover is - de uitslag wereldkundig maken. Zeker weten.

Naam: Prof.dr.Carlo Beenakker, natuurkundige
Wedt dat: ‘In 2005 kunnen we quantummechanisch verstrengelde elektronen scheiden, een belangrijke stap in de richting van de quantumcomputer.‘
Inzet: ‘Een fles champagne. Welk merk is niet zo belangrijk, maar er moet wel "champagne" op de fles staan.‘
Verliest als: ‘Als dit lukt, wordt het zeker gepubliceerd in Nature of Science. Als het dus in 2005 in geen van beide heeft gestaan, heb ik verloren.‘

‘De quantumcomputer, dat is zo‘n immens groot doel‘, zegt Carlo Beenakker, ‘daarop ga ik niet wedden.‘ De natuurkundige heeft het over een van de heiligste gralen van zijn vakgebied. Een quantumcomputer zou bepaalde beruchte sommen wezenlijk sneller kunnen uitrekenen dan gewone computers; sorteren en zoeken in databases, maar ook het vinden van de delers van grote getallen van honderden cijfers, zoals die gebruikt worden in versleutelingssoftware.
Met een normale computer groeit de rekentijd voor het kraken van deze problemen explosief - informatici zeggen ‘exponentieel‘ - zodat je bij een beetje lastige som al gauw miljarden jaren aan het rekenen bent.
Op een quantumcomputer zou die rekentijd heel wat beheerster groeien. De grote truc is terug te voeren op het beroemdste beest uit de quantummechanica: Schrödingers kat. Dit proefdier, dat op quantummechanische gronden al of niet een vergif toegediend krijgt, is daarna tegelijkertijd dood als levend. ‘Hij bevindt zich in een soort combinatie van die twee toestanden‘, zegt Beenakker. Bizar natuurlijk, en deze halfslachtige opstelling verdwijnt zogauw je ernaar kijkt. Dan is de kat óf dood, óf levend.
Net als katten kunnen ook deeltjes als elektronen en fotonen (lichtdeeltjes) zich in zo‘n schimmige dubbele toestand ophouden: tegelijkertijd linksom, én rechtsom draaiend bijvoorbeeld. Bij zorgvuldig bereide combinaties van meerdere deeltjes, neemt het aantal mogelijke toestanden bovendien exponentieel toe. De grote verrassing, begin jaren negentig, was dat je met al deze toestanden tegelijk kunt rekenen, en dat zo de monsterlijke uitdijing van sommige rekenproblemen te temmen is.
In principe, want daarbij moet wel de subtiele quantummechanische verwevenheid tussen deeltjes bewaard worden die bekend staat als ‘verstrengeling‘. ‘Verstrengelde deeltjes lijken wel via een touwtje verbonden‘, zegt Beenakker. ‘Net als bij een ééneiige tweeling voelt de één het als er wat met de ander gebeurt.‘
Eén van de problemen is dat invloeden van buitenaf de verstrengeling maar al te makkelijk om zeep helpen. Tot nog toe gaat het fysiek scheiden van verstrengelde deeltjes het best met fotonen, die zich volgens Beenakker echter beter lenen voor vervoer van de verstrengelde toestanden, niet voor het echte rekenwerk.
Dat zou beter gaan met gescheiden, maar verstrengelde elektronen. Die hebben een elektrische lading, waardoor ze gemakkelijker te manipuleren zijn. Maar daarmee is de verstrengeling ook kwetsbaarder. ‘Mijn weddenschap is dat het in 2005 toch lukt om elektronen te verstrengelen en ze van elkaar te scheiden‘, verklaart Beenakker, die met zijn collega‘s al ideeën heeft over een opstelling. ‘Dat zou een bouwsteen zijn voor de quantumcomputer. Het einddoel zelf, dat is nog zo ver weg, dat maak ik waarschijnlijk niet meer mee.‘

Bruno van Wayenburg