Ален Аспе (Франция), Джон Клаусър (САЩ) и Антон Цайлингер (Австрия) спечелиха Нобеловата награда за физика за експериментите им със заплетени фотони, установяващи нарушаване на неравенствата на Бел и поставящи началото на квантовата информационна наука, обяви генералният секретар на Кралската академия на науките на Швеция Ханс Елегрен на пресконференция, излъчвана на живо на сайта на Нобеловите награди.

Единият от тримата нобелови лауреати за физика за 2022 г. Антон Цайлингер е професор по физика в университета на Виена, Австрия и старши изследователите в Института по квантова оптика и квантова информация на Австрийската академия на науките.

Той е екипът му демонстрират феномена, известен като квантово телепортиране, при който е възможно преместване на частици на квантово ниво.

Проф. Цайлингер се включи в телефонен разговор на живо по време на пресконференцията в Кралската академия на науките на Швеция, на която бе обявен за нобелов лауреат. Тя бе излъчвана на сайта на нобеловите награди и в каналите им в социалните мрежи.

Квантовото телепортиране не е като това, което сме виждали във филмите, обясни австрийският учен в отговор на въпрос на шведски журналист. Феноменът използва заплитането на фотони и дава възможност за пренос на цялата информация от един обект на друг, каза Цайлингер.

Според него в бъдеще това може да се използва за пренасяне на информация.

Той благодари за наградата и призна, че бил много изненадан, когато научил в телефонно обаждане от главния секретар на шведската академия на науките Ханс Елегрен, че е удостоен с приза.

Винаги съм се интересувал от квантова механика, каза проф. Цайлингер.

Първите му експерименти с квантово телепортиране били направени във Виена и нямали никакво практическо приложение, но вече не е така, добави той.

Австрийският учен подчерта, че наградата е насърчение за младите хора, които е работил през годините и са допринесли за откритието му.

Заплетени състояния - от теория до технология

Ален Аспе, Джон Клаусър и Антон Цайлингер правят новаторски експерименти, използвайки заплетени квантови състояния, при които две частици се държат като едно цяло, дори когато са разделени. Резултатите им проправят пътя към нова технология, базирана на квантова информация.

Неизразимите ефекти на квантовата механика започват да намират приложение. Понастоящем съществува обширна изследователска област, която включва квантови компютри, квантови мрежи и сигурна квантова криптирана комуникация.

Един от ключовите фактори в това развитие е как квантовата механика позволява две или повече частици да съществуват в така нареченото заплетено състояние. Това, което се случва с една от частиците в заплетена двойка, определя какво се случва с другата, дори ако те са далече една от друга.

Дълго време въпросът е дали корелацията се дължи на това, че частиците в заплетената двойка съдържат скрити променливи - инструкции, които им казват какъв резултат трябва да дадат в експеримента.

През 60-те години на миналия век Джон Стюарт Бел разработва математическото неравенство, което носи неговото име. То гласи, че ако има скрити променливи, корелацията между резултатите от голям брой измервания никога няма да надхвърли определена стойност. Квантовата механика обаче предвижда, че определен тип експеримент ще наруши неравенството на Бел, като по този начин ще доведе до по-силна корелация, отколкото била възможна в противен случай.

Джон Клаусър развива идеите на Джон Бел, което води до практически експеримент. Когато той прави измерванията, те подкрепят квантовата механика, явно нарушавайки неравенството на Бел. Това означава, че квантовата механика не може да бъде заменена от теория, която използва скрити променливи.

След експеримента на Джон Клаусър обаче остават някои "вратички".

Ален Аспе разработва настройката, използвайки я по начин, който затваря важна "вратичка". Ученият успява да промени настройките на измерването, след като заплетена двойка е напуснала източника си, така че настройката, която е съществувала при излъчването им, да не може да повлияе на резултата.

Използвайки усъвършенствани инструменти и дълги серии от експерименти, Антон Цайлингер започва да използва заплетени квантови състояния. Освен всичко друго, неговата изследователска група демонстрира феномен, наречен квантова телепортация, което прави възможно преместването на квантово състояние от една частица към друга на разстояние.

"Става все по-ясно, че се появява нов вид квантова технология. Виждаме, че работата на лауреатите със заплетени състояния е от голямо значение, дори отвъд фундаменталните въпроси за тълкуването на квантовата механика", казва Андерс Ирбек, председател на Нобеловия комитет по физика.

Тазгодишните Нобелови лауреати полагат практическата и теоретичната основа на всички съвременни квантови технологии, които днес се развиват активно в света, казва руският експерт Алексей Фьодоров, цитиран от ТАСС.

"Това е дългоочаквана Нобелова награда за Ален Аспе, Джон Клаусър и Антон Цайлингер. Те имат фундаментален принос към това, което днес наричаме квантови технологии", обяснява изследователят.

По-специално, както отбелязва Фьодоров, Аспе има огромен принос за проверката на така наречените неравенства на Бел. Те представляват крайъгълен камък на съвременната квантова физика, като доказват, че квантовите явления имат нелокален характер. Това се проявява във факта, че две заплетени частици променят свойствата си мигновено, независимо на какво разстояние се намират една от друга.

По подобен начин Цайлингер и Клаусър провеждат множество експерименти, свързани с проверката на неравенствата на Бел, както и първите експерименти за заплитане на частици и квантова телепортация. Под тази дума физиците разбират процеса, при който заплетени частици на квантово ниво обменят състоянията си на много големи разстояния една от друга. Цайлингер участва активно в организирането на първите експерименти за "междуконтинентална" телепортация.

"Експериментите на тримата нобелови лауреати ни помогнаха да проверим за първи път всички теоретични концепции, които днес са в основата на квантовите комуникационни системи, сензориката и изчисленията. Много съм щастлив, че моят приятел Ален Аспе получи заслужената и дългоочаквана Нобелова награда", заяви Фьодоров.