Nagrada za raziskovalce kvantne prepletenosti

V zadnjem obdobju lahko spremljamo velik napredek pri tehnologijah, ki temeljijo na kvantni prepletenosti.
Fotografija: Prejemniki Nobelove nagrade za fiziko. FOTO: Nobel Prize
Odpri galerijo
Prejemniki Nobelove nagrade za fiziko. FOTO: Nobel Prize

Kraljeva švedska akademija znanosti je odločila, da Nobelovo nagrado za fiziko prejmejo Alain Aspect, John F. Clauser in Anton Zeilinger za »raziskave prepletenih fotonov, kršitev Bellovih neenakosti in pionirskih raziskav na področju kvantno-informacijske znanosti«. 

Njihovo delo je podlaga za nove tehnologije, ki temeljijo na kvantni mehaniki, so poudarili na kraljevi akademiji. Kvantno mehaniko so opisali v prvih desetletjih 20. stoletja in po sto letih te ugotovitve postajajo temelj naprednih tehnologij - od kvantnih računalnikov do kvantne komunikacije. Temelj je kvantna prepletenost delcev, ko sta dva delca tako povezana, da se tisto, kar se zgodi enemu, zgodi tudi drugemu, pa čeprav sta daleč narazen.

John Clauser FOTO: Peter Lyons/Wikimedia
John Clauser FOTO: Peter Lyons/Wikimedia
Kvanta mehanika je laikom pogosto nedoumljiva. Tudi nekateri največji umi našega časa so kvantno mehaniko opisovali kot teorijo z napako, je spomnil prof. dr. Anton Ramšak s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani. »Einstein, Rosen in Podolsky so po desetih letih od opisa kvantne mehanike objavili slovit članek, da je z njo nekaj narobe. Posledično je Schrödinger vpeljal Schrödingerjevo mačko (paradoksalni miselni preskus o mrtvi/živi mački) in od takrat ima kvantna mehanika sloves 'čudnosti'. Ves čas je nato ta nenavadnost – to je kvantna prepletenost - te teorije ostajala v ozadju, rodili so se atomska bomba, računalniki in druge naprave, ki so sicer delovali s pomočjo kvantne mehanike, a v prepletenost niso drezali,« je opisal.

Vprašanje je bilo, ali prepleteni delci vsebujejo skrite spremenljivke, torej nekakšna navodila, kakšen rezultat naj dajo v poskusu. V 60. letih je John Bell vpeljal enačbe, Bellove neenačbe, s katerimi je bilo mogoče eksperimentalno preveriti, ali je kvantna prepletenost vidna na nivoju enačb realna ali ne, je nadaljeval slovenski strokovnjak s tega področja. »Potem je znova trajalo nekaj deset let, da so letošnji nagrajenci izvedli eksperimente, na podlagi katerih se je pokazalo, da kvantna mehanika pravilna in da Einsteinovi dvomi niso utemeljeni. Nasprotno, kvantna prepletenost je osnovna in glavna lastnost kvante mehanike,« je poudaril prof. Ramšak.

Od računalnikov do teleportacije

Medtem ko sta Američan John Clauser (rojen 1942) in Francoz Alain Aspect (r. 1947) eksperimentalno potrdila teorijo, je šel Avstrijec Anton Zeilinger (r. 1945) še korak naprej in začel eksperimentirati s kvantno prepletenostjo in uspela mu je kvantna teleportacija.

Alain Aspect FOTO: Collections École Polytechnique/Jérémy Barande
Alain Aspect FOTO: Collections École Polytechnique/Jérémy Barande

V zadnjem obdobju lahko spremljamo velik napredek pri tehnologijah, ki temeljijo na prepletenosti. »Kvantna prepletenost zdaj iz neke akademske posebnosti prehaja v uporabo. Na nivoju enačb gre za opis dveh teles z eno enačbo, karkoli se zgodi z enim, občuti tudi drugo telo, četudi sta na večji razdalji. Prav to je bilo za številne nesprejemljivo, ker si je to tako težko predstavljati, a ta nenavadnost odpre veliko možnosti uporabe. To je osnova delovanja kvantnih računalnikov. V zadnjih parih letih jih razvijajo vsi največji igralci od Googla do Microsofta,« je pojasnil sogovornik.

Naslednja možnost je kvantna teleportacija: »Pri tem ne gre za prenos snovi, ampak informacije na velikih razdaljah. S tem pa je povezana tudi varna komunikacija oziroma varen prenos gesel ali ključev. To pa danes intenzivno prihaja v ospredje, ker je izvedba relativno preprosta.« S tem se ukvarjajo tudi na ljubljanski Fakulteti za matematiko in fiziko in Institutu Jožef Stefan, ravno zdaj začenjajo z večjim projektom na tem področju, je dodal sogovornik.  

»Zdaj bomo videli velike korake. Smo na podobni točki, kot takrat, ko je Bell izumil telefon. V naslednjih letih se bo varna komunikacija res tehnološko razvila in bo prevladala nad drugim. Tisti, ki tega ne bo imel, bo ostal zadaj,« je dodal.

Anton Zeilinger FOTO: Barbara Sax/AFP
Anton Zeilinger FOTO: Barbara Sax/AFP

Pozitiven šok

Zeilinger je v izjavi med novinarsko konferenco ob razglasitvi med drugim dejal, da je ob klicu doživel pozitiven šok, da klica z obvestilom o prejemu nagrade vsekakor ni pričakoval. »Nagrada je vzpodbuda za mlade, saj ne bi bila možna brez več kot sto mladih, ki so delali z mano vsa ta leta,« je nadaljeval. 

Na vprašanje, ali bo v prihodnosti možna tudi teleportacija ljudi, pa je Zeilinger odgovoril, da bo to še vedno ostalo v domeni znanstvene fantastike in ne znanosti, pa čeprav bi si še tako želeli izreči »Beam me up, Scotty!«

image_alt
Znanstveno čaranje s ščepcem kvantne mehanike

Nagrada za medicino letos v roke genetiku

Lani so Nobelovo nagrado za fiziko podelili japonsko-ameriškemu znanstveniku Syukuri Manabeju, Nemcu Klausu Hasselmannu in Italijanu Giorgiu Parisiju za njihov prispevek k vzpostavljanju podnebnih modelov in razumevanju kompleksnih fizikalnih sistemov. Trije nagrajenci so si razdelili nagrado za svoje študije o kaotičnih in navidez naključnih fenomenih.

image_alt
Nobelova nagrada za raziskovanje podnebja

Včeraj so podelili nagrado za fiziologijo in medicino, ki si jo je s svojim raziskovanjem homininov prislužil švedski genetik Svante Pääbo.

image_alt
Nagrado prejme raziskovalec človeške evolucije

Jutri bo sledila razglasitev dobitnikov nagrade za kemijo, za literaturo v četrtek in v petek še za mir. Dobitniki nagrade za ekonomijo, ki je edina, ki je v svoji oporoki ni zapisal Alfred Nobel osebno, bodo razglašeni v ponedeljek, 10. oktobra.

Vsaka nagrada prinaša ček v višini 10 milijonov švedskih kron (900.000 evrov). Če je dobitnikov več, se ta znesek med njimi razdeli.

Preberite še:

Komentarji: