W niniejszej pracy przedstawiamy koncepcje powstawania czasu jako wyniku pierwszego podzialu fotonu. Zakladamy, ze czas nie jest pierwotnie powiazany z przestrzenia ani niezaleznym bytem, lecz emerguje z obserwacji zmiany stanu fotonow. Kazdy podzial fotonu tworzy nowy krok czasowy t0, odpowiadajacy czasowi Plancka, a dlugosc fali fotonu ∆x odpowiada dlugosci Plancka Rozwazania pokazuja, ze czas jest dyskretny w mikroswiecie, ale w makroskali tworzy spojny kontinuum. Podzial fotonu wyznacza kierunek czasu i naturalnie definiuje predkosc swiatla c = ∆x/∆t. Konsekwencja tej teorii jest nowy sposob interpretacji kwantowej nieokreslonosci, losowosci pomiarow oraz fundamentalnych relacji miedzy fotonem, czasem i przestrzenia. Proponujemy weryfikacje tej koncepcji poprzez eksperymenty interferencyjne o ultrakrotkich impulsach oraz badania pojedynczych fotonow w ekstremalnych warunkach. kimbanaszkiewicz@gmail.com
W niniejszej pracy przedstawiamy koncepcje powstawania czasu jako wyniku pierwszego podzialu fotonu. Zakladamy, ze czas nie jest pierwotnie powiazany z przestrzenia ani niezaleznym bytem, lecz emerguje z obserwacji zmiany stanu fotonow. Kazdy podzial fotonu tworzy nowy krok czasowy t0, odpowiadajacy czasowi Plancka, a dlugosc fali fotonu ∆x odpowiada dlugosci Plancka Rozwazania pokazuja, ze czas jest dyskretny w mikroswiecie, ale w makroskali tworzy spojny kontinuum. Podzial fotonu wyznacza kierunek czasu i naturalnie definiuje predkosc swiatla c = ∆x/∆t. Konsekwencja tej teorii jest nowy sposob interpretacji kwantowej nieokreslonosci, losowosci pomiarow oraz fundamentalnych relacji miedzy fotonem, czasem i przestrzenia. Proponujemy weryfikacje tej koncepcji poprzez eksperymenty interferencyjne o ultrakrotkich impulsach oraz badania pojedynczych fotonow w ekstremalnych warunkach. kimbanaszkiewicz@gmail.com
Oddajemy w ręce Czytelnika nietypowe wydawnictwo składające się z dwóch części: pierwsza to komiks akcji, którego tematyka nawiązuje do pewnych zagadnień informatyki kwantowej, druga – to podręcznik z wyłożonymi podstawami tej dziedziny. \nAutor części podręcznikowej, Piotr Gawron – pracownik naukowy Instytutu Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Polskiej Akademii Nauk – wyjaśnia: ,,Chciałem stworzyć publikację na temat informatyki kwantowej, która byłaby zrozumiała dla mnie samego z czasów, kiedy miałem osiemnaście lat. Szukałem wtedy informacji o mechanice kwantowej, ale publikacje popularnonaukowe były – z mojej perspektywy – napisane zbyt niejasnym językiem. Dlatego postanowiłem, że w tym podręczniku będę używać języka zrozumiałego dla umysłów ścisłych – języka matematyki. Uznałem jednak, że sam wykład to trochę za mało, żeby przyciągnąć takiego czytelnika, jakim byłem w czasach nauki w liceum. Stąd pomysł, aby podstawy informatyki kwantowej pokazać w formie futurystycznego, sensacyjnego komiksu”. \n \nKsiążka została przygotowana dzięki programowi eNgage, będącemu częścią projektu SKILLS, realizowanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej. Promuje on nowatorskie przedsięwzięcia popularnonaukowe, których celem jest nie tylko w przystępny sposób mówić o nauce, ale też być dla ich twórców okazją do nabycia nowych umiejętności. Macie zatem przed sobą książkę-eksperyment; jednak, jako jej autorzy, liczymy, że będziecie się przy niej dobrze bawić – niezależnie od tego, czy przeczytacie jedną, czy obie jej części.
Juz dziś wiadomo, ze z chwilą udanej realizacji komputera kwantowego maszyna ta bedzie pozwalala na znajdowanie rozwiązan problemow obliczeniowych lezących poza zasiegiem komputerow klasycznych. Opracowano szereg algorytmow kwantowych, z ktorych najwiekszą slawą cieszy sie procedura Shora, pozwalająca efektywnie dokonywac tzw. faktoryzacji, tj. rozkladu bardzo duzych liczb naturalnych na czynniki pierwsze. Na trudności obliczeniowej faktoryzacji opiera sie bezpieczenstwo najpowszechniej dziś stosowanego szyfru z kluczem publicznym RSA, zatem udana realizacja komputera kwantowego uczynilaby stosowane dziś systemy szyfrujące przezroczystymi. Z kolei procedura Grovera w nieuporządkowanej bazie danych rozmiaru n znajduje rekord spelniający wybrane kryterium w czasie rzedu n^0.5, co oczywiście jest niewykonalne w modelu klasycznym. Model obliczenia kwantowego na trwale zadomowil sie na gruncie informatyki teoretycznej. Wyniki z zakresu kwantowych algorytmow rozstrzygających zagadnienia kombinatoryczne, kwantowych klas zlozoności obliczeniowej lub kwantowego kosztu komunikacyjnego obliczen są dziś regularnie publikowane w renomowanych periodykach i prezentowane na miedzynarodowych sympozjach poświeconych analizie algorytmow. Mimo niewątpliwie intensywnego rozwoju tego nowego obszaru wiedzy jego rezultaty wciąz pozostają dośc hermetyczne i nieczytelne dla szerszego ogolu odbiorcow. Jest to wynikiem silnie interdyscyplinarnego charakteru dziedziny, wymagającej od czytelnika znajomości szeregu pozornie niezwiązanych ze sobą faktow z zakresu informatyki (m.in. teorii algorytmow, modeli formalnych obliczen), matematyki (w tym algebry abstrakcyjnej i teorii liczb) oraz podstaw fizyki kwantowej. Niniejsze opracowanie stawia sobie za cel odczarowanie tej dziedziny, precyzyjnie selekcjonując material potrzebny do zrozumienia pojec obliczenia kwantowego, analizy kwantowych algorytmow oraz wprowadzając aparat formalny pozwalający na dalsze samodzielne studiowanie literatury. Dolozono tez wszelkich staran, aby uczynic te ksiązke spojną, zamknietą konstrukcją tematyczną, niewymagającą od czytelnika stykającego sie po raz pierwszy z informatyką kwantową poszukiwania pelniejszych wyjaśnien niezbednych pojec i wątkow pobocznych, ani tez przyjmowania na wiare wykorzystywanych faktow.
Mechanika kwantowa wprowadziła nowy zestaw rewolucyjnych idei, takich jak dualizm korpuskularno-falowy, superpozycja stanów, nieoznaczoność, komplementarność, splątanie i całkowicie nowe podejście do prawdopodobieństwa. Mechanika kwantowa została stworzona w celu wyjaśnienia paradoksalnych odkryć, całkowicie niemożliwych do wyjaśnienia w ramach fizyki klasycznej. Współcześnie podobną sytuację możemy znaleźć w naukach o poznaniu i teoriach decyzji – wiele odkryć wydaje się paradoksalnych z punktu widzenia klasycznej teorii prawdopodobieństwa. Na przykład w pewnych warunkach ludzie szacują prawdopodobieństwo koniunkcji zdarzeń A i B jako większe niż prawdopodobieństwo z członów koniunkcji, co jest nazywane błędem koniunkcji, w innych okolicznościach oceniają prawdopodobieństwo sumy zdarzeń A lub B jako mniejsze niż prawdopodobieństwo jednego ze zdarzeń, co jest nazywane błędem dysjunkcji.Celem niniejszego artykułu jest omówienie podstawowych idei programu badawczego Quantum Cognition, który jest zastosowaniem abstrakcyjnego formalizmu mechaniki kwantowej do modelowania czynności poznawczych i procesów decyzyjnych. Kwantowa teoria prawdopodobieństwa, pierwotnie stworzona w celu opisania pomiaru w mechanice kwantowej, wydaje się skutecznym narzędziem w modelowaniu czynności poznawczych i procesów decyzyjnych.
Tematem niniejszej rozprawy jest modelowanie procesu emisji spontanicznej zachodz ącego w ośrodku o strukturze kryształu fotonicznego.Z uwagi na możliwość opisu analitycznego struktury, w pracy ograniczono się do badania jednowymiarowego kryształu fotonicznego, co jednak pozwala opisać najistotniejsze cechy zjawiska w sposób w pełni ścisły.Dzięki temu można sformułować ogólne wnioski, podaj ąc jednocześnie założenia i ograniczenia, którym one podlegaj ą.Jednowymiarowe kryształy fotoniczne charakteryzuj ą się takimi samymi cechami, jak bardziej złożone dwu-lub trójwymiarowe, dlatego przedstawiona analiza i płyn ące z niej wnioski maj ą zastosowanie także dla nich.W rozprawie przedstawiono analityczny model pola elektromagnetycznego w strukturze jednowymiarowego kryształu fotonicznego -oparty na metodzie macierzy przejścia tzw.model efektywnego rezonatora, utworzony według pomysłu autora rozprawy.Podano interpretację fizyczn ą parametru struktury zdefiniowanego w tym modelu, tzw.widma modowego, które pozwala na łatw ą i przejrzyst ą analizę struktury modowej i bezpośrednio przekłada się na szybkość emisji spontanicznej.Wskazano sposób konstrukcji ortonormalnej bazy modów struktury oraz pokazano liczne właściwości matematyczne modelu.W oparciu o model efektywnego rezonatora wyprowadzono wyrażenie na szybkość emisji spontanicznej dla jednego i wielu atomów.W ten sposób otrzymany został opis charakteryzuj ący za pomoc ą widma modowego wpływ warstw jednowymiarowego kryształu fotonicznego na emisję spontaniczn ą.Jest to opis bardzo wygodny z punktu widzenia projektanta struktur tego typu i stanowi oryginalny wkład autora rozprawy.Z przeprowadzonych obliczeń wyci ągnięte zostały wnioski dotycz ące wpływu parametrów i defektów struktury na emisję spontaniczn ą, w szczególności pokazano, że emisja do modu defektowego słabnie wraz z oddalaniem się od zdefektowanej warstwy.Otrzymane wyniki dla przypadku wielu atomów w różnych warstwach struktury uczyniły zasadnym także postawienie hipotezy, iż kolektywna emisja fotonu przez parę atomów, z których jeden znajduje się w otoczeniu silnie hamuj ącym emisję spontaniczn ą, może stanowić dla tego atomu dominuj ący mechanizm emisji.
Fizyka ma dwa rozdzielne składniki: rachunkowy — równania, wartości liczbowe i przewidywania — oraz interpretacyjny, który rozstrzyga, co w formalizmie uznaje się za byt fizyczny, a co jedynie za konwencję opisu. Praca proponuje program podstawień pojęciowych: alternatywną ramę interpretacyjną, która może zastąpić obecnie używaną bez zmiany choćby jednego równania i jednej wartości liczbowej. Konkurencja między nimi rozgrywa się wyłącznie na poziomie kosztu pojęciowego, przy identycznej treści formalnej i mocy predykcyjnej. Rozjazdy w przewidywaniach pojawiają się tylko tam, gdzie standard wychodzi poza dane i przechodzi do ekstrapolacji — i tylko w tym obszarze program poddaje się falsyfikacji. Tekst pokazuje cztery znane łaty teorii dyfrakcji jako ślady jednego ukrytego założenia, przedstawia dwa przypadki rozpuszczenia problemu przez analizę pojęciową (pseudopytanie o wartość c oraz program kwantowania grawitacji), a kończy ośmiopunktowym porównaniem ontologii, pięcioma tanimi propozycjami testów empirycznych i rejestrem granic programu. Wersja v5 (2 września 2026) — zmiany względem v4: [Z5] i O1 — ciemna materia wycofana jako byt ("materia przedkwarkowa") i przepisana jako skutek odczytania przestrzeni bez uwzględnienia lokalnych warunków, z zasłoną wytworzoną przez rozszerzanie i rachunkiem jej progu (powierzchnia zerowej grawitacji 1,40 Mpc i promień zerowej prędkości 1,01 Mpc dla Grupy Lokalnej); jedno zdanie w 5.5 (byt jako relacja czytana przez obie strony). Rachunki, liczby i zaproszenia Z1–Z4 bez zmian. Mechanizm i rachunek: rejestr analityczny, DOI 10.5281/zenodo.22226381, §14.