La física quàntica precisa d’una ontologia si vol ser algun tipus de model de la realitat. Proposarem deu ontologies possibles arran del problema de la mesura. Conclourem que l’ontologia adient serà aquella en la qual la consciència desenvolupa algun rol.Paraules clau: física quàntica, ontologia, consciència, interpretacions.
Es presenta una breu exposició d’alguns problemes fonamentals de la física quàntica que involucren aspectes filosòfics i epistemològics de la realitat física descrita per aquesta teoria. El principi d’indeterminació de Heisenberg, el de complementarietat de Bohr i l’experiment de “la doble escletxa” introdueixen l’aspecte més essencial de la teoria quàntica: el procés de mesura. L’experiment del “gat de Schrödinger” posa de relleu la paradoxal superposició quàntica d’estats que “col·lapsa”, en mesurar el sistema, en un dels estats implicats en dita superposició. Finalment, es discuteix breument les implicacions de la teoria quàntica en dues àrees a la frontera del coneixement actual: la física de partícules i la computació quàntica
O presente artigo visa expor as principais teorias do campo da física quântica, assim como suas implicações ontológicas. Não se busca, aqui, uma interlocução com teorias metafísicas estabelecidas no campo da filosofia, nem mesmo uma exploração extensa da bibliografia estabelecida nas ciências. Foi usado um livro para a exposição geral das teorias, de seus desdobramentos e de suas consequências. No caso, trata-se do livro Quantum ontology: A guide to the metaphysics of quantum mechanics, de Peter J. Lewis. Foi privilegiada, portanto, uma abordagem em que a abrangência foi preferida em relação à profundidade. Um cotejamento cuidadoso com outras teorias metafísicas teria trazido uma visão mais específica dos possíveis problemas de fundo presentes tanto na ontologia (nas ontologias) derivadas da mecânica quântica quanto nas teorias cotejadas, mas a consequência seria retirar apresentações de outras possibilidades presentes dentro da própria teoria da mecânica quântica. Preferimos, portanto, apresentar um panorama amplo, de modo a contextualizar o leitor dentro de um campo de pesquisa, e deixar aprofundamentos específicos para outra oportunidade.
La Metrologia es el camp d’investigacio sobre les eines estadistiques i el disseny tecnologic dels aparells de mesura necessaris per inferir informacio precisa sobre parametres fisics. En un sistema fisic el soroll es inherent en ultima instancia amb el de les seves parts, i per tant en un nivell microscopic esta governat per les lleis de la fisica quantica. Les mesures quantiques son intrinsecament sorolloses i per tant limiten la precisio amb la qual es pot obtenir en qualsevol escenari de metrologia. El camp de la metrologia quantica esta dedicat a l’estudi d’aquests limits i al desenvolupament de noves eines per ajudar a superar-los, sovint fent us de les caracteristiques exclusivament quantiques com la superposicio o l'entrellacament.En el proces de disseny d’un protocol d’estimacio es necessari utilitzar una figura de merit per optimitzar el rendiment d’aquests protocols. Fins ara la majoria de plantejaments de metrologia quantica i els limits que en deriven han estat deterministes, es a dir, que estan optimitzats per tal de proporcionar una estimacio valida per a cadascun dels possibles resultats de la mesura i minimitzar-ne l’error promig entre el valor estimat i el real del parametre. Aquesta avaluacio dels protocols mitjancant el seu error promig es molt natural i convenient, pero pot haver-hi algunes situacions en que aixo no sigui suficient per a expressar l’us concret que se li donara al valor obtingut.Un punt central d’aquesta tesi es observar que resultats concrets d’una mesura poden proporcionar una estimacio amb una millor precisio que la mitjana. Perque aixo succeeixi hi ha d’haver altres resultats imprecisos que compensin la mitjana perque aquesta no violi els limits deterministes. En aquesta tesi hem escollit una figura de merit que re?ecteix la maxima precisio que es pot obtenir. Optimitzem la precisio d’un subconjunt de resultats senyalats, i quantifiquem la probabilitat d’obtenir-ne algun d’ells, o en altres paraules, la probabilitat que el protocol proporcioni una estimacio. Aixo pot ser entes com proposar una opcio addicional que esta sempre disponible per la mesura, a saber, la possibilitat de post-seleccionar els resultats i donar amb nomes certa probabilitat una resposta concloent. Aquests protocols probabilistics garanteixen una precisio minima pels resultats senyalats. En la mecanica quantica hi ha moltes maneres de poder llegir les dades d’un sistema quantic. Per tant, l’optimitzacio dels esquemes probabilistics no es pot reduir a la reinterpretacio de resultats a partir dels esquemes (determinsitic) de metrologia quantica canoniques, sino que implica la recerca de mesures quantiques completament diferents. Concretament, hem dissenyat protocols probabilistics per a l’estimacio de fases, direccions i de sistemes de referencia. Hem vist que la post-seleccio te dos efectes possibles: compensar una mala eleccio de l’estat inicial o contrarestar els efectes negatius del soroll presents en l’estat del sistema o en el proces de mesurament. En particular, trobem que afegir la possibilitat d’abstencio en l’estimacio de fases en presencia de soroll pot produir una millora en la precisio que supera la cota trobada per protocols deterministes. Trobem una cota que correspon a la millor precisio que es pot obtenir.
El desenvolupament de la mecànica quàntica a principis del segle xx va constituir una de les més grans revolucions tant en les ciències experimentals i en les ciències exactes com en la filosofia, i va modificar completament la manera d’entendre el món tant a nivell microscòpic com macroscòpic. De fet, tal com varen fer notar els seus fundadors, la mecànica quàntica és força contradictòria respecte a la nostra forma clàssica de pensar. Per superar aquesta limitació, Erwin Schrödinger i Albert Einstein, entre d’altres, van proposar una sèrie d’experiments ideals que mostraven el comportament paradoxal de la mecànica quàntica, entre els quals l’anomenat «gat de Schrödinger» i la «paradoxa EPR» (o paradoxa Einstein-Podolsky-Rosen) són els més coneguts. Aquestes propostes experimentals, que es coneixen amb el nom alemany de Gedankenexperimente (experiments mentals), feien ús del principi de superposició i de l’entrellaçament dels sistemes quàntics apper mostrar les estranyes propietats de la mecànica quàntica. Tanmateix, com va indicar el mateix Schrödinger, es tractava de propostes ridícules perquè mai aconseguiríem manipular partícules individuals. El Premi Nobel de Física 2012 ha estat atorgat a Serge Haroche i David J. Wineland, que van ser capaços, mitjançant sofisticats dispositius experimentals, d’atrapar i manipular fotons i ions individuals, respectivament, tot fent realitat els Gedankenexperimente proposats als inicis de la mecànica quàntica. A més, aquells experiments van establir les bases per a un nou camp de recerca, la ciència de la informació quàntica, i per al desenvolupament de noves aplicacions com ara la construcció de rellotges atòmics de precisió anteriorment mai assolida. Aquests desenvolupaments han marcat l’inici de l’anomenada segona revolució quàntica.Paraules clau: òptica quàntica · mecànica quàntica · electrodinàmica quàntica en cavitats · captura i refredament d’ions
Suposem que un conjunt de n participants vol calcular una determinada funcio (publica) de les seves entrades (secretes). De manera generica els protocols de computacio multipart s'encarreguen de garantir una solucio per a aquest tipus de situacions. Proposen protocols segurs on els participants executen conjuntament un protocol de manera distribuida que els permet obtenir, al final, el resultat de l'avaluacio de la funcio amb les seves entrades. A mes a mes es garanteixen alguns aspectes de seguretat, com la privacitat de les entrades dels participants aixi com l'exactitud del resultat, fins i tot si alguns participants del protocol es comporten de manera deshonesta. A finals dels anys 80 es van presentar les primeres solucions generals a aquest problema que garantien seguretat tot i que certes families de participants es comportessin de manera corrupta. Aquestes families estaven caracteritzades per un cert llindar t, de manera que la seguretat del protocol estava garantida nomes si menys de t participants eren corromputs. No va ser fins l'any 2000 que no es va presentar una solucio eficient per a resoldre aquest problema, permetent l'estructura mes general possible de participants per corrompre. La proposta relacionava la computacio multipart amb els esquemes lineals per a compartir secrets. En certa manera utilitzen la linealitat del esquemes lineals per a compartir secrets per a calcular la part lineal de la funcio. Pero per poder calcular qualsevol funcio es necessari poder avaluar la multiplicacio de manera distribuida entre el conjunt de participants. Aixi es com sorgeix el problema matematic de la multiplicacio dels esquemes lineals per a compartir secrets. En poques paraules, el problema consisteix en trobar protocols eficients que calculin el producte de dos secrets a partir dels fragments que cada participant te de cadascun dels secrets. Un dels punts clau de la seva proposta es la reduccio de la co