4 октября около 17:49 по пекинскому времени Шведская королевская академия наук приняла решение присудить Нобелевскую премию по физике за 2022 год французскому ученому Алену Аспекту, американскому ученому Джону Ф. Клаузеру и австрийскому ученому Антону Цайлингеру за "проведение экспериментов с запутанными фотонами, опровержение неравенства Белла и пионерство в науке о квантовой информации". за "эксперименты с запутанными фотонами, создание опровержения неравенства Белла и пионерство в науке о квантовой информации".

Нобелевская премия 2022 года имеет единый приз в размере 10 миллионов шведских крон (около 6,428 миллиона долларов), и три лауреата разделят призовой фонд в размере 10 миллионов шведских крон поровну.

Запутанные состояния - от теории к технологии

Ален Аспект, Джон Клаузер и Антон Цайлингер провели новаторские эксперименты с запутанными квантовыми состояниями. В запутанных квантовых состояниях, даже когда две частицы разделены, они ведут себя как единое целое. Их открытия открывают путь к новым технологиям, основанным на квантовой информации.

Непередаваемые эффекты квантовой механики начинают находить применение. В настоящее время существует обширная область исследований, включающая квантовые компьютеры, квантовые сети и безопасные квантовые зашифрованные коммуникации.

Ключевым элементом этого прогресса является то, как квантовая механика позволяет двум или более частицам существовать в так называемом запутанном состоянии. То, что происходит с одной частицей в запутанной паре, определяет то, что происходит с другой, даже если они находятся на большом расстоянии друг от друга.

В 1960-х годах Джон Стюарт Белл сформулировал математическое неравенство, носящее его имя. Оно предполагает, что если скрытые переменные существуют, то корреляция между большим числом измерений никогда не превысит определенного значения. Однако квантовая механика предсказывает, что некоторые типы экспериментов будут нарушать неравенство Белла и, таким образом, будут давать более сильные корреляции, чем это было бы в противном случае.

Джон Клаузер развил идею Джона Белла, проведя реальный эксперимент. Когда он провел измерения, стало ясно, что они нарушают неравенство Белла, что подтверждает квантовую механику. Это означает, что квантовая механика не может быть заменена теорией, использующей скрытые переменные.

После экспериментов Джона Клаузера оставались некоторые лазейки. Ален Аспект разработал эту установку и использовал ее, чтобы закрыть важную лазейку. Он смог переключить настройки измерений после того, как запутанная пара покинула источник, так что настройки, существовавшие на момент запуска, не влияли на результаты.

С помощью сложных инструментов и серии экспериментов Антон Цайлингер начал использовать запутанные квантовые состояния. Более того, его группа продемонстрировала явление, известное как квантовый невидимый перенос состояний, который позволяет квантовым состояниям перемещаться от одной частицы к другой на определенное расстояние.

"Становится все более очевидным, что зарождается новая квантовая технология. Мы видим, что работа лауреатов над запутанными состояниями настолько важна, что выходит за рамки даже базовых проблем интерпретации квантовой механики", - сказал Андерс Ирбек, председатель Нобелевского комитета по физике.

Презентация победителя:

Ален Аспект родился в Агене, Франция, в 1947 году и получил степень доктора философии в Университете Париж-Нантер, Орсе, Франция, в 1983 году. В настоящее время он является профессором Университета Париж-Сакле и Политехнического института Параисо, Франция.

Джон Ф. Клаузер родился в 1942 году в Пасадене, Калифорния, США. В 1969 году он получил степень доктора философии в Колумбийском университете, Нью-Йорк, США.

Антон Цайлингер родился в 1945 году в Рид-им-Инкрайсе, Австрия, и в 1971 году получил степень доктора философии в Венском университете, Австрия. В настоящее время он является профессором Венского университета.