Tegorocznymi laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki za eksperymenty ze splątanymi fotonami naruszające nierówności Bella i pionierską informatykę kwantową zostali: Alain Aspect, John F. Clauser i Anton Zeilinger.
Oto komentarze ekspertów centrum informacyjnego Tygodnia Noblowskiego Centrum Współpracy i Dialogu UW:
– Aby pomóc zrozumieć przedmiot badań wyobraźmy sobie sytuację, że zapraszamy dwójkę gości, częstujemy ich herbatą i umawiamy się, że – aby nie dyskryminować żadnego z nich – zawsze podajemy im tę samą herbatę. Oni nie wiedzą, jaką herbatę dostaną. Wiedzą tyle tylko, że zawsze częstuję ich obu tą samą herbatą – zieloną albo czerwoną. Dopiero w momencie, w którym jeden z gości sprawdzi, jaką herbatę otrzymał, będzie wiedział, którą dostał też drugi gość. W ten sposób objawiają się tzw. korelacje, ale w tym przypadku są to korelacje klasyczne. Mechanika kwantowa w pewien sposób podważyła ten sposób widzenia, mówiąc, że można wręczyć herbatę nieokreśloną, która dopiero w momencie, gdy jeden z gości sprawdza tę herbatę, ona przyjmuje własność bycia zieloną lub czerwoną. Czyli materializuje się w momencie pomiaru. Fizykom spędzało sen z powiek, że brakuje obiektywnych, ustalonych z góry wartości fizycznych. Przez wiele lat toczyły się dyskusje filozoficzne, czy mechanika kwantowa stanowi pełen obraz świata. Dopiero w latach 60. John Bell sformułował matematyczne kryterium pozwalające rozróżnić przypadek z góry ustalonych obiektów, od tych, które dopiero się stają konkretnymi obiektami w momencie pomiaru. Zaproponował pewne nierówności, które przez nagrodzonych noblistów zostały doświadczalnie zmierzone. Pierwsze eksperymenty były prowadzone już w latach 70. przez Johna Clausera, później w latach 80. przez Alaina Aspecta, a eksperymenty, które, można powiedzieć, wbijają gwóźdź do trumny klasycznej wizji świata przeprowadzono w 2015 roku i między innymi Anton Zeilinger był autorem tych badań – mówi dr hab. Rafał Demkowicz-Dobrzański, prof. ucz. (Instytutu Fizyki Teoretycznej, Wydział Fizyki UW) i dodaje: – Tegoroczna Nagroda jest także uhonorowaniem osiągnięć w dziedzinie technologii kwantowych, bo te eksperymenty mogą być używane jako eksperymenty do zadań czysto technologicznych, takich jak np. kryptografia kwantowa, czyli bezpieczne rozsyłanie klucza kryptograficznego, którego bezpieczeństwo jest gwarantowane prawami fizyki kwantowej. To są już dość dojrzałe technologie, można je już kupić i używać – na przykład można do 100 kilometrów wysłać klucz kryptograficzny zabezpieczony kwantowo.
– Według np. Einsteina funkcja falowa jest niby nieokreślona, ale w środku są poniekąd takie zegareczki, które powodują, że elektron wie, gdzie uderzy. Tylko my tego nie wiedzieliśmy, bo nie mieliśmy do tego dostępu. Do tej pory byliśmy przekonani, że w drugim tle mechanika klasyczna jest, ale my nie mieliśmy dostępu do tej wiedzy. Nierówność Bella, która potem została przekształcona do czegoś, co da się zmierzyć, w jasny sposób pokazywała: zróbcie doświadczenie – takiego wyniku nie da się otrzymać; jakiekolwiek zegareczki by w tych elektronach czy cząsteczkach nie były, one nie dadzą tego wyniku. Niesamowite jest, że nie mając dostępu do drugiego dna, jakikolwiek by on nie był, prawa mechaniki kwantowej są na tyle różne, że wykonując doświadczenia Johna Clausera, Alaina Aspecta czy potem Antona Zeilingera, my potrafimy rozstrzygnąć, nie wiedząc, jakie są w środku zegarki. Warto również wspomnieć o teleportacji, która jest obecna w wielu powieściach science-fiction, a która już została zrealizowana. Tylko należy ją dobrze zrozumieć. My myślimy o teleportacji, która przenosi ciało do innego miejsca. Tutaj teleportacja rozumiana jest jako drugi istniejący układ identyczny i przenosimy stan, niszcząc ten poprzedni, na układ istniejący niezależnie. I to zostało zrealizowane między innymi przez Zeilingera – stwierdził prof. dr hab. Krzysztof Meissner (Instytut Fizyki Teoretycznej, Wydział Fizyki UW).
– Z puntu widzenia eksperymentatora zapytałbym, jak ważne jest, jak wytwarzać te zegareczki, o których nie wiemy, i jak jest to ważne dla kryptografii kwantowej, czyli nowoczesnych technologii będących nadzieją dla świata – skomentował prof. dr hab. Andrzej Wysmołek, (Instytut Fizyki Doświadczalnej, Wydział Fizyki UW).
źródło: informacja prasowa, Centrum Współpracy i Dialogu Uniwersytetu Warszawskiego
