Nobelova cena za fyziku udělená experimentátorům s kvantovým propletením

Nobelova cena za fyziku za rok 2022 byla udělena třem vědcům za jejich práci v průkopnické kvantové informační vědě. Alain Aspect, John F. Clauser a Anton Zeilinger provedli některé z prvních experimentů s provázanými fotony, které umožnily budoucnost komerčních kvantových počítačů.

Strašidelný svět kvantové fyziky předpovídá několik nečekaných zvláštností, včetně kvantového zapletení. Tento stav umožňuje, aby se dvě částice vzájemně propletly natolik, že změny provedené na jedné okamžitě ovlivní druhou, bez ohledu na to, jak daleko jsou od sebe.

Tato myšlenka znepokojila samotného Einsteina, který tvrdil, že kvantová fyzika je „neúplná teorie“ a místo toho předpokládal, že tento efekt vyvolávají dosud neznámé „skryté proměnné“. V 60. letech 20. století fyzik John Stewart Bell pro tuto debatu vyvinul teoretický test, který řekl, že pokud testujete mnoho párů částic, v určitém bodě se korelace stanou příliš náhodnými na to, aby byly produktem skrytých proměnných. Toto se stalo známým jako Bellova nerovnost.

Niklas Elmehed © Nobelova cena Outreach

John Clauser, první laureát Nobelovy ceny za fyziku za rok 2022, rozvinul Bellovu myšlenku do praktického experimentu. Tím prokázal jasné porušení Bellovy nerovnosti a podpořil kvantovou mechaniku.

Alain Aspect stavěl na Clauserově práci a uzavřel mezeru, kterou by skryté proměnné mohly potenciálně stále zasahovat do experimentu. Vyvinul způsob, jak změnit nastavení měření poté, co propletený pár fotonů opustil zdroj, což znamená, že původní nastavení nemohlo ovlivnit výsledek.

Později Anton Zeilinger vyvinul způsoby, jak používat provázané fotony pro ukládání a přenos informací. To zahrnuje to, co je známé jako kvantová teleportace, kde lze informace v podstatě okamžitě teleportovat mezi částicemi na velké vzdálenosti. Jedná se o klíčovou součást vznikající oblasti kvantových počítačů, šifrování a komunikačních sítí.

„Je stále jasnější, že se objevuje nový druh kvantové technologie,“ řekl Anders Irbäck, předseda Nobelovy komise za fyziku. „Vidíme, že práce laureátů se zapletenými stavy je velmi důležitá, a to i za hranicemi základních otázek o interpretaci kvantové mechaniky.“

Tato zpráva následuje po pondělním oznámení, že švédský genetik Svante Pääbo získal v roce 2022 Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu za práci na sekvenování genomů vyhynulých homininů. Ostatní ceny budou předány v průběhu týdne.

Zdroj: Nobel Prize.org