스웨덴 왕립과학원은 10월 4일 오후 5시 49분(BST) 경, "벨 부등식의 무효성을 입증하고 양자 정보 과학을 개척한" 프랑스 과학자 알랭 아스펙트, 미국 과학자 존 F. 클라우저, 오스트리아 과학자 안톤 자일링거에게 2022년 노벨 물리학상을 수여하기로 결정했습니다. "얽힌 광자에 대한 실험을 통해 벨 부등식의 반증을 확립하고 양자 정보 과학을 개척한 공로"를 인정받아 노벨 물리학상을 수상했습니다.

2022년 노벨상의 단일 상금은 1,000만 SEK(약 6,428,000달러)이며, 세 명의 수상자가 1,000만 SEK의 상금을 균등하게 나눠 갖습니다.

얽힌 상태 - 이론에서 기술까지

알랭 아스펙트, 존 클라우저, 안톤 자일링거는 얽힌 양자 상태를 이용한 선구적인 실험을 수행했습니다. 얽힌 양자 상태에서는 두 입자가 분리되어 있어도 하나의 단위처럼 행동합니다. 이들의 연구 결과는 양자 정보에 기반한 새로운 기술의 길을 열어주었습니다.

양자역학의 불가사의한 효과가 적용되기 시작했습니다. 이제 양자 컴퓨터, 양자 네트워크, 안전한 양자 암호화 통신을 포함하는 광범위한 연구 분야가 형성되고 있습니다.

이러한 발전의 핵심 요소는 양자역학에서 두 개 이상의 입자가 얽힌 상태로 존재할 수 있게 하는 방법입니다. 얽힌 쌍에서 한 입자에 어떤 일이 일어나느냐에 따라 다른 입자가 멀리 떨어져 있더라도 다른 입자에게 어떤 일이 일어나는지가 결정됩니다.

오랫동안 이러한 상관관계가 얽힌 쌍의 입자에 숨겨진 변수, 즉 실험에서 어떤 결과를 내야 하는지를 알려주는 지침이 포함되어 있기 때문인지에 대한 의문이 제기되었습니다. 1960년대에 존 스튜어트 벨은 자신의 이름을 딴 수학적 부등식을 제안했습니다. 이는 숨겨진 변수가 있다면 많은 수의 측정값 사이의 상관관계가 특정 값을 초과하지 않을 것이라는 것을 시사합니다. 그러나 양자역학에서는 특정 유형의 실험이 벨의 부등식을 위반하여 그렇지 않은 경우보다 더 강한 상관관계를 나타낼 것으로 예측합니다.

존 클라우저는 실제 실험을 통해 존 벨의 아이디어를 발전시켰습니다. 그가 측정한 결과는 벨의 부등식을 명백히 위반하는 것이었고, 따라서 양자역학을 뒷받침했습니다. 이는 양자역학이 숨겨진 변수를 사용하는 이론으로 대체될 수 없다는 것을 의미합니다.

존 클라우저의 실험 이후에도 여전히 몇 가지 허점이 있었고, 알랭 아스펙트는 이 설정을 개발하여 중요한 허점을 메웠습니다. 그는 얽힌 쌍이 소스를 떠난 후 측정 설정을 전환할 수 있었기 때문에 발사 당시의 설정이 결과에 영향을 미치지 않았습니다.

안톤 자일링거는 정교한 도구와 일련의 실험을 통해 얽힌 양자 상태를 사용하기 시작했습니다. 또한, 그의 연구팀은 양자 상태를 일정 거리 내에서 한 입자에서 다른 입자로 옮길 수 있는 양자 비가시적 전달이라는 현상을 입증했습니다.

"새로운 종류의 양자 기술이 등장하고 있다는 것이 점점 더 분명해지고 있습니다. 수상자들의 얽힘 상태에 대한 연구는 양자역학을 설명하는 기본적인 문제를 뛰어넘을 정도로 매우 중요하다는 것을 알 수 있습니다."라고 노벨 물리학위원회 위원장 앤더스 이르백(Anders Irbäck)은 말했습니다.

수상자 설명.

1947년 프랑스 아젠에서 태어난 알랭 아스펙은 1983년 프랑스 오르세에 있는 파리-수드 대학교에서 박사 학위를 받았습니다. 현재 프랑스 파리 사클레이 대학교와 파리소 폴리테크닉의 교수로 재직 중입니다.

존 F. 클라우저는 1942년 미국 캘리포니아주 패서디나에서 태어났으며 1969년 미국 뉴욕 컬럼비아대학교에서 박사 학위를 받았습니다.

안톤 자일링거는 1945년 오스트리아 리젬-인크리스에서 태어났으며, 1971년 오스트리아 비엔나 대학교에서 박사 학위를 받았습니다. 현재 비엔나 대학교 교수로 재직 중입니다.