Нобелевскую премию по физике вручили за инновации в квантовой механике, информатике и телепортации

4 октября, 12:50
Ален Аспект, Джон Клозер и Антон Цайлингер (Фото:NobelPrize / Twitter)

Ален Аспект, Джон Клозер и Антон Цайлингер (Фото:NobelPrize / Twitter)

Лауреатами Нобелевской премии по физике в 2021 году стали Ален Аспект, Джон Клозер и Антон Цайлингер.

Ученые получили наград за эксперименты с запутанными фотонами, установление нарушения неравенств Белла и новаторство в квантовой информатике.

Незаметные невооруженному глазу эффекты квантовой механики все активнее применяются учеными. Исследователи активно изучают, как можно использовать квантовый мир для создания компьютеров нового поколения, улучшить шифрование и обезопасить цифровые сети и связи.

Видео дня

Один из основополагающих принципов квантовой механики позволяет двух и более частицам существовать в состоянии квантовой запутанности. Так, состояние одной из запутанных частиц напрямую влияет на состояние всех остальных — вне зависимости от разделяющего их расстояния.

Долгое время одна из гипотез по поводу этой связи предполагала существования неких скрытых переменных — «инструкций», которые «подсказывали» частицам, какое состояние они должны принимать во время экспериментов.

В 1960-х физик-теоретик Джон Стюарт Белл предположил, что корреляция между результатами измерений никогда не превысит определенного значения, чтобы подтвердить или опровергнуть наличие таких скрытых параметров в квантово-механической теории. Его теория получила название неравенство Белла, и с тех пор ученые долгое время пытались «взломать» ее.

Джон Клаузер провел практический эксперимент, который нарушил неравенство Белла. Он создал прибор, который испускал одновременно два фотона, запутанных между собой. Затем они направлялись на фильтр, проверяющий их поляризацию. Результаты эксперимента получились потрясающими — они нарушали неравенство Белла и полностью соответствовали предсказаниям квантовой механики.

В результате эксперимента остались некоторые лазейки, которые в теории позволяли опровергнуть результаты Клаузера. С ними справился Ален Аспект, которому удалось изменить настройки измерения уже после того, как запутанная пара фотонов была выпущена. Таким образом настройка, существовавшая в момент их «зарождения» не могла повлиять на окончательный результат измерения состояний частиц.

Антон Цайлингер вместе со своей исследовательской группой изучал и продемонстрировал явление квантовой телепортации, позволяющее передавать квантовое состояние между запутанными частицами на расстоянии.

В прошлом году Нобелевскую премию разделили на две части — одна ее половина была присуждена совместно Сюкуро Манабе и Клаусу Хассельманну «за физическое моделирование климата Земли, количественную оценку изменчивости и надежное прогнозирование глобального потепления». Другую половину получил Джорджио Паризи «за открытие взаимодействия беспорядка и флуктуаций в физических системах от атомных до планетарных масштабов».

poster
Дайджест главных новостей
Бесплатная email-рассылка только лучших материалов от редакторов НВ
Рассылка отправляется с понедельника по пятницу

Показать ещё новости
Радіо НВ
X