Нобелівську премію з фізики вручили за інновації у квантовій механіці, інформатиці та телепортації
Ален Аспект, Джон Клозер та Антон Цайлінгер (Фото:NobelPrize / Twitter)
Лауреатами Нобелівської премії з фізики у 2022 році стали Ален Аспект, Джон Клозер та Антон Цайлінгер.
Вчені отримали нагороди за експерименти із заплутаними фотонами, встановлення порушення нерівностей Белла та новаторство у квантовій інформатиці.
Непомітні неозброєному оку ефекти квантової механіки дедалі активніше застосовуються вченими. Дослідники активно вивчають, як можна використовувати квантовий світ для створення комп’ютерів нового покоління, покращити шифрування та убезпечити цифрові мережі й зв’язки.
Один з основних принципів квантової механіки дозволяє двом і більше часткам існувати в стані квантової заплутаності. Так, стан однієї із заплутаних частинок безпосередньо впливає на стан решти — незалежно від відстані, що їх розділяє.
Довгий час одна з гіпотез щодо цього зв’язку передбачала існування деяких прихованих змінних — «інструкцій», які «підказували» часткам, який стан вони повинні приймати під час експериментів.
У 1960-х фізик-теоретик Джон Стюарт Белл припустив, що кореляція між результатами вимірювань ніколи не перевищить певного значення, щоб підтвердити чи спростувати наявність таких прихованих параметрів у квантово-механічній теорії. Його теорія отримала назву нерівність Белла, і з того часу вчені тривалий час намагалися «зламати» її.
Джон Клаузер провів практичний експеримент, який порушив нерівність Белла. Він створив прилад, який випускав одночасно два фотони, заплутаних між собою. Вони спрямувалися на фільтр, що перевіряв їхню поляризацію. Результати експерименту вийшли приголомшливими — вони порушували нерівність Белла і відповідали передбаченням квантової механіки.
В результаті експерименту залишилися деякі лазівки, які теоретично дозволяли спростувати результати Клаузера. З ними впорався Ален Аспект, якому вдалося змінити налаштування вимірів вже після того, як заплутана пара фотонів була випущена. Так, налаштування, що існувало в момент їх «зародження» не могло вплинути на остаточний результат вимірювання станів частинок.
Антон Цайлінгер разом зі своєю дослідною групою вивчав та продемонстрував явище квантової телепортації, що дозволяє передавати квантовий стан між заплутаними частинками на відстані.
Минулого року Нобелівську премію з фізики розділили на дві частини — одна її половина була присуджена спільно Сюкуро Манабе і Клаусу Хассельманну «за фізичне моделювання клімату Землі, кількісну оцінку мінливості і надійне прогнозування глобального потепління». Іншу половину отримав Джорджіо Парізі «за відкриття взаємодії безладу і флуктуацій у фізичних системах від атомних до планетарних масштабів».
