Красноярские ученые о Нобелевской премии 2022: физика
Нобелевская премии по физике в 2022 году присуждена группе ученых - французу Алену Аспе, американцу Джону Клаузеру и австрийцу Антону Цайлингеру за за эксперименты с запутанными фотонами, установление принципа нарушения неравенств Белла и открытия в области науки о квантовой информации.
Почему эти открытия получили премию и какое значение они принесли в науку рассказал кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН Павел Панкин:
Исследования лауреатов посвящены основам квантовой механики, а именно экспериментам с запутанными фотонами - частицами света. Если направить на специальные оптические материалы, называемые нелинейными, мощное лазерное излучение - т.е. поток фотонов, то каждый такой фотон может распасться на два других, имеющих в сумме энергию исходного фотона. Два порожденных фотона называются запутанными, так как они в целом обладают набором определенных физических характеристик, но характеристику каждого из них в отдельности мы не знаем, пока не проведем над ними измерения. Когда измерение над одним фотоном состоялось, мы узнаем для него значение физической характеристики, автоматически понимая какое значение досталось второму фотону.
Исследования Клаузера и Аспе посвящены экспериментальной проверке теоретических предсказаний поведения запутанных фотонов, которые появились в результате работ Белла, вдохновленного давним спором Эйнштейна и Бора о поведении частиц, который начался еще на заре квантовой механики. Помимо проверки фундаментальных законов, описывающих наш мир, эти работы открыли путь к манипуляции с запутанными состояниями не только фотонов, но и других квантовых объектов.
Исследование Цайлингера по квантовой телепортации с использованием запутанных фотонов является пионерским в области квантовой информации. Исследования лауреатов Нобелевской премии этого года являются отправной точкой для таких современных прикладных разделов науки и техники как квантовые компьютеры и квантовая криптография. Квантовый компьютер - принципиально новый объект, который позволяет хранить и обрабатывать информацию, заключенную в запутанных квантовых системах. За счет квантовой запутанности, такая система может переносить больший объем информации по сравнению с классическими битами. Квантовая криптография теоретически позволяет создать канал связи, в котором всегда можно будет обнаружить утечку информации за счёт того, что квантовые запутанные состояния легко разрушаются при попытке похитить из них информацию.
Нобелевская премии по физике в 2022 году присуждена группе ученых - французу Алену Аспе, американцу Джону Клаузеру и австрийцу Антону Цайлингеру за за эксперименты с запутанными фотонами, установление принципа нарушения неравенств Белла и открытия в области науки о квантовой информации.
Почему эти открытия получили премию и какое значение они принесли в науку рассказал кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН Павел Панкин:
Исследования лауреатов посвящены основам квантовой механики, а именно экспериментам с запутанными фотонами - частицами света. Если направить на специальные оптические материалы, называемые нелинейными, мощное лазерное излучение - т.е. поток фотонов, то каждый такой фотон может распасться на два других, имеющих в сумме энергию исходного фотона. Два порожденных фотона называются запутанными, так как они в целом обладают набором определенных физических характеристик, но характеристику каждого из них в отдельности мы не знаем, пока не проведем над ними измерения. Когда измерение над одним фотоном состоялось, мы узнаем для него значение физической характеристики, автоматически понимая какое значение досталось второму фотону.
Исследования Клаузера и Аспе посвящены экспериментальной проверке теоретических предсказаний поведения запутанных фотонов, которые появились в результате работ Белла, вдохновленного давним спором Эйнштейна и Бора о поведении частиц, который начался еще на заре квантовой механики. Помимо проверки фундаментальных законов, описывающих наш мир, эти работы открыли путь к манипуляции с запутанными состояниями не только фотонов, но и других квантовых объектов.
Исследование Цайлингера по квантовой телепортации с использованием запутанных фотонов является пионерским в области квантовой информации. Исследования лауреатов Нобелевской премии этого года являются отправной точкой для таких современных прикладных разделов науки и техники как квантовые компьютеры и квантовая криптография. Квантовый компьютер - принципиально новый объект, который позволяет хранить и обрабатывать информацию, заключенную в запутанных квантовых системах. За счет квантовой запутанности, такая система может переносить больший объем информации по сравнению с классическими битами. Квантовая криптография теоретически позволяет создать канал связи, в котором всегда можно будет обнаружить утечку информации за счёт того, что квантовые запутанные состояния легко разрушаются при попытке похитить из них информацию.