Нобелевская премия по физике присуждена исследователям квантовой запутанности

Жуткий мир квантовой физики предсказывает несколько неожиданных странностей, включая квантовую запутанность. Это состояние позволяет двум частицам настолько переплестись друг с другом, что изменения, внесенные в одну, мгновенно повлияют на другую, независимо от того, насколько далеко они друг от друга.

Эта идея обеспокоила даже Эйнштейна, который утверждал, что квантовая физика является «неполной теорией», и вместо этого предположил, что эффект вызывают неизвестные пока «скрытые переменные». В 1960-х годах физик Джон Стюарт Белл разработал теоретический тест, заявив, что, если тестировать много пар частиц, в определенный момент корреляции становятся слишком случайными, чтобы быть продуктом скрытых переменных. Это стало известно как неравенства Белла.

Джон Клаузер (John F. Clauser), первый лауреат Нобелевской премии по физике 2022 года, развил идею Белла в практический эксперимент. При этом он продемонстрировал явное нарушение неравенства Белла, поддержав квантовую механику.

Ален Аспе (Alain Aspect) опирался на работу Клаузера, закрывая лазейку, из-за которой скрытые переменные потенциально могли помешать эксперименту. Он разработал способ переключения настроек измерения после того, как запутанная пара фотонов покинула источник, то есть исходная настройка не могла повлиять на результат.

Позже Антон Цайлингер (Anton Zeilinger) разработал способы использования запутанных фотонов для хранения и передачи информации. Это включает в себя так называемую квантовую телепортацию, при которой информация может мгновенно телепортироваться между частицами на большие расстояния. Это ключевая часть развивающейся области квантовых компьютеров, сетей шифрования и связи.

«Становится все более очевидным, что появляется новый вид квантовых технологий», — сказал Андерс Ирбек, председатель Нобелевского комитета по физике. «Мы видим, что работа лауреатов с запутанными состояниями имеет большое значение, даже помимо фундаментальных вопросов интерпретации квантовой механики».

Эта новость последовала за объявлением в понедельник о том, что шведский генетик Сванте Паабо получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2022 года за свою работу по секвенированию геномов вымерших гоминидов. Остальные призы будут вручены в течение недели.