Пресс-релиз
4 октября 2022 г.
Шведская королевская академия наук приняла решение присудить Нобелевскую премию по физике 2022 г.
Ален Аспект Высшая школа Institut d’Optique – Парижский университет – Сакле и Политехническая школа, Палезо, Франция
Джон Ф. Клаузер JF Clauser & Assoc., Уолнат-Крик, Калифорния, США
Антон Цайлингер Венский университет, Австрия
«за эксперименты с запутанными фотонами, установление нарушения неравенств Белла и новаторство в квантовой информатике»
Запутанные состояния – от теории к технологии
Ален Аспект, Джон Клаузер и Антон Цайлингер провели новаторские эксперименты с использованием запутанных квантовых состояний, когда две частицы ведут себя как единое целое, даже когда они разделены. Их результаты расчистили путь для новых технологий, основанных на квантовой информации.
Невыразимые эффекты квантовой механики начинают находить применение. В настоящее время существует обширная область исследований, включающая квантовые компьютеры, квантовые сети и безопасную связь с квантовым шифрованием.
Одним из ключевых факторов в этом развитии является то, как квантовая механика позволяет двум или более частицам существовать в так называемом запутанном состоянии. То, что происходит с одной из частиц в запутанной паре, определяет то, что происходит с другой частицей, даже если они находятся далеко друг от друга.
Долгое время вопрос заключался в том, была ли корреляция связана с тем, что частицы в запутанной паре содержали скрытые переменные, инструкции, сообщающие им, какой результат они должны дать в эксперименте. В 1960-х годах Джон Стюарт Белл разработал математическое неравенство, названное в его честь. Это говорит о том, что при наличии скрытых переменных корреляция между результатами большого количества измерений никогда не превысит определенного значения. Однако квантовая механика предсказывает, что определенный тип эксперимента нарушит неравенство Белла, что приведет к более сильной корреляции, чем это было бы возможно в противном случае.
Джон Клаузер развил идеи Джона Белла, что привело к практическому эксперименту. Когда он провел измерения, они подтвердили квантовую механику, явно нарушив неравенство Белла. Это означает, что квантовую механику нельзя заменить теорией, использующей скрытые переменные.
Некоторые лазейки остались после эксперимента Джона Клаузера. Ален Аспект разработал установку, используя ее таким образом, чтобы закрыть важную лазейку. Он смог переключить настройки измерения после того, как запутанная пара покинула свой источник, поэтому настройка, существовавшая в момент их испускания, не могла повлиять на результат.
Используя усовершенствованные инструменты и длинную серию экспериментов, Антон Цайлингер начал использовать запутанные квантовые состояния. Среди прочего, его исследовательская группа продемонстрировала явление, называемое квантовой телепортацией, которое позволяет перемещать квантовое состояние от одной частицы к другой на расстоянии.
«Становится все более очевидным, что появляется новый вид квантовой технологии. Мы видим, что работа лауреатов с запутанными состояниями имеет большое значение, даже помимо фундаментальных вопросов интерпретации квантовой механики», — говорит Андерс Ирбек, председатель Нобелевского комитета по физике.
Иллюстрации
Иллюстрации можно использовать бесплатно в некоммерческих целях. Атрибут ”© Йохан Ярнестад/Шведская королевская академия наук”.
Иллюстрация: Нобелевская премия по физике 2022 г. (pdf)
Иллюстрация: Существует ли цвет, когда никто не смотрит? (pdf)
Иллюстрация: Запутанные частицы, которые никогда не встречались (pdf) \
Иллюстрация: Эксперименты с неравенствами Белла (pdf)
Подробнее о премии этого года
Научно-популярный опыт: как запутанность стала мощным инструментом (pdf)
Научная предыстория: «За эксперименты с запутанными фотонами, установление нарушения неравенств Белла и новаторство в квантовой информатике» (pdf)
Ален Аспект родился в 1947 году в Ажене, Франция. Доктор философии 1983 г., Университет Париж-Юг, Орсе, Франция. Профессор Высшей школы Institut d’Optique – Университета Париж-Сакле и Политехнической школы, Палезо, Франция.
Джон Ф. Клаузер родился в 1942 году в Пасадене, Калифорния, США. Доктор философии, 1969 г., Колумбийский университет, Нью-Йорк, США. Физик-исследователь, J.F. Clauser & Assoc., Уолнат-Крик, Калифорния, США.
Антон Цайлингер родился в 1945 году в Рид-им-Инкрайсе, Австрия. Доктор философии 1971 г., Венский университет, Австрия. Профессор Венского университета, Австрия.
Сумма приза: 10 миллионов шведских крон, которые будут разделены поровну между лауреатами.
Дополнительная информация: www.kva.se и www.nobelprize.org.
Контакт для прессы: Ева Невелиус, пресс-секретарь, +46 70 878 67 63, eva.nevelius@kva.se
Эксперты: Торс Ханс Ханссон, +46 70 376 89 63, hansson@fysik.su.se и Матс Ларссон, +46 73 389 43 77, ml@fysik.su.se, члены Нобелевского комитета по физике.
Шведская королевская академия наук, основанная в 1739 году, является независимой организацией, общей целью которой является продвижение наук и укрепление их влияния в обществе. Академия берет на себя особую ответственность за естественные науки и математику, но стремится способствовать обмену идеями между различными дисциплинами.
Nobel Prize® является зарегистрированным товарным знаком Нобелевского фонда.