Τρεις επιστήμονες κέρδισαν από κοινού το φετινό Βραβείο Νόμπελ στη Φυσική Τρίτη για την απόδειξη ότι τα μικροσκοπικά σωματίδια θα μπορούσαν να διατηρήσουν μια σύνδεση μεταξύ τους ακόμη και όταν χωριστούν, ένα φαινόμενο που κάποτε αμφισβητήθηκε αλλά τώρα διερευνάται για πιθανές εφαρμογές του πραγματικού κόσμου, όπως η κρυπτογράφηση πληροφοριών.
Γάλλος Alain Aspect, Αμερικανός John F. Clauser και ο Αυστριακός Άντον Zeilinger αναφέρθηκαν από τη Βασιλική Σουηδική Ακαδημία Επιστημών για πειράματα που αποδεικνύουν ότι το «εντελώς τρελό» πεδίο των κβαντικών εμπλοκών είναι πολύ πραγματικό. Έδειξαν ότι τα αόρατα σωματίδια, όπως τα φωτόνια, μπορούν να συνδεθούν ή να «μπλέξουν» μεταξύ τους ακόμα και όταν χωρίζονται από μεγάλες αποστάσεις.
Ο κβαντικός υπολογιστής είναι ακόμη μεγαλύτερη απειλή από την τεχνητή νοημοσύνη - να γιατί
Όλα πηγαίνουν πίσω σε ένα χαρακτηριστικό του σύμπαντος που μπέρδεψε ακόμη και τον Άλμπερτ Αϊνστάιν και συνδέει την ύλη και το φως με έναν μπερδεμένο, χαοτικό τρόπο.
Κομμάτια πληροφοριών ή ύλης που βρίσκονταν το ένα δίπλα στο άλλο, παρόλο που τώρα είναι χωρισμένα, έχουν μια σύνδεση ή σχέση — κάτι που μπορεί να βοηθήσει στην κρυπτογράφηση πληροφοριών ή ακόμα και στην τηλεμεταφορά. Ένας κινεζικός δορυφόρος δείχνει τώρα αυτό και οι δυνητικά αστραπιαίοι κβαντικοί υπολογιστές, που βρίσκονται ακόμα στο μικρό και όχι αρκετά χρήσιμο στάδιο, βασίζονται επίσης σε αυτή τη διαπλοκή. Άλλοι ελπίζουν ακόμη και να το χρησιμοποιήσουν σε υπεραγώγιμο υλικό.
Η IBM αποκαλύπτει οδικό χάρτη για την ανάπτυξη υπερυπολογιστών με κβαντική ενέργεια
«Είναι τόσο παράξενο», είπε ο Άσπκτ για την εμπλοκή σε μια τηλεφωνική επικοινωνία με την επιτροπή Νόμπελ. «Δέχομαι στις νοητικές μου εικόνες κάτι που είναι εντελώς τρελό».
Ωστόσο, τα πειράματα της τριάδας έδειξαν ότι συμβαίνει στην πραγματική ζωή.
«Γιατί συμβαίνει αυτό, δεν έχω την πιο ομιχλώδη» Clauser είπε στο Associated Press κατά τη διάρκεια μιας συνέντευξης στο Zoom στην οποία έλαβε την επίσημη κλήση από τη Σουηδική Ακαδημία αρκετές ώρες αφότου φίλοι και μέσα ενημέρωσης τον ενημέρωσαν για το βραβείο του. «Δεν καταλαβαίνω πώς λειτουργεί, αλλά η εμπλοκή φαίνεται να είναι πολύ πραγματική».
Η έρευνα του NCSU θα μπορούσε να σημαίνει ταχύτερα μικροτσίπ, εφαρμογές κβαντικών υπολογιστών
Οι συνάδελφοί του νικητές είπαν επίσης ότι δεν μπορούν να εξηγήσουν πώς και γιατί πίσω από αυτό το αποτέλεσμα. Αλλά το καθένα έκανε όλο και πιο περίπλοκα πειράματα που αποδεικνύουν ότι είναι ακριβώς.
Clauser, 79 ετών, του απονεμήθηκε το βραβείο του για ένα πείραμα το 1972, με λιθόστρωτο εξοπλισμό, που βοήθησε να διευθετηθεί μια διάσημη συζήτηση για την κβαντική μηχανική μεταξύ του Αϊνστάιν και του διάσημου φυσικού Niels Bohr. Ο Αϊνστάιν περιέγραψε «μια τρομακτική ενέργεια από απόσταση» που πίστευε ότι τελικά θα διαψευστεί.
«Έβαλα στοίχημα στον Αϊνστάιν» Clauser είπε. «Αλλά δυστυχώς εγώ έκανα λάθος, ο Αϊνστάιν είχε άδικο και ο Μπορ είχε δίκιο».
Ο Aspect είπε ότι ο Αϊνστάιν μπορεί να ήταν τεχνικά λάθος, αλλά αξίζει τεράστια εύσημα για το ότι έθεσε το σωστό ερώτημα που οδήγησε σε πειράματα που αποδεικνύουν την κβαντική εμπλοκή.
«Οι περισσότεροι άνθρωποι θα υπέθεταν ότι η φύση είναι φτιαγμένη από πράγματα που κατανέμονται στον χώρο και τον χρόνο», είπε Clauser, ο οποίος ενώ ήταν μαθητής γυμνασίου στη δεκαετία του 1950 κατασκεύασε ένα βιντεοπαιχνίδι σε έναν υπολογιστή με σωλήνα κενού. «Και αυτό δεν φαίνεται να ισχύει».
Οι ερευνητές κβαντικών υπολογιστών στο Duke παρατηρούν το «σημείο καμπής»
Αυτό που δείχνει το έργο είναι ότι «μέρη του σύμπαντος — ακόμη και εκείνα που βρίσκονται σε μεγάλες αποστάσεις μεταξύ τους — συνδέονται», είπε ο φυσικός του Johns Hopkins N. Peter. Armitage. «Αυτό είναι κάτι τέτοιο μη διαισθητικός και κάτι τόσο αντίθετο με το πώς νιώθουμε ότι «πρέπει» να είναι ο κόσμος».
Αυτό το δυσνόητο πεδίο ξεκίνησε με πειράματα σκέψης. Αλλά αυτό που από μια άποψη είναι οι φιλοσοφικές σκέψεις για το σύμπαν κρύβουν επίσης ελπίδα για πιο ασφαλείς και ταχύτερους υπολογιστές βασισμένοι σε μπερδεμένα φωτόνια και ύλη που εξακολουθούν να αλληλεπιδρούν ανεξάρτητα από το πόσο απομακρυσμένοι είναι.
«Με τα πρώτα μου πειράματα μερικές φορές με ρωτούσαν από τον Τύπο σε τι ήταν καλοί». Zeilinger, 77, είπε σε δημοσιογράφους στη Βιέννη. «Και είπα με περηφάνια: «Δεν είναι καλό για τίποτα. Το κάνω αυτό καθαρά από περιέργεια».
Στην κβαντική εμπλοκή, η δημιουργία κοινών πληροφοριών μεταξύ δύο φωτονίων που δεν βρίσκονται το ένα κοντά στο άλλο «μας επιτρέπει να κάνουμε πράγματα όπως μυστική επικοινωνία, με τρόπους που δεν ήταν δυνατό να γίνουν πριν», είπε ο David Haviland, πρόεδρος της Επιτροπής Νόμπελ Φυσικής.
Οι κβαντικές πληροφορίες «έχουν ευρείες και πιθανές επιπτώσεις σε τομείς όπως η ασφαλής μεταφορά πληροφοριών, ο κβαντικός υπολογισμός και η τεχνολογία ανίχνευσης», είπε η Εύα. Όλσον, μέλος της επιτροπής Νόμπελ. «Οι προβλέψεις του έχουν ανοίξει πόρτες σε έναν άλλο κόσμο και έχει επίσης κλονίσει τα ίδια τα θεμέλια του τρόπου με τον οποίο ερμηνεύουμε τις μετρήσεις».
Το είδος της ασφαλούς επικοινωνίας που χρησιμοποιείται από την Κίνα Micius Ο δορυφόρος - καθώς και από ορισμένες τράπεζες - είναι μια "επιτυχημένη ιστορία κβαντικής διαπλοκής", είπε Harun Siljak του Trinity College του Δουβλίνου. Χρησιμοποιώντας ένα μπλεγμένο σωματίδιο για τη δημιουργία ενός κλειδιού κρυπτογράφησης, διασφαλίζει ότι μόνο το άτομο με το άλλο μπλεγμένο σωματίδιο μπορεί να αποκωδικοποιήσει το μήνυμα και «το μυστικό που μοιράζεται μεταξύ αυτών των δύο πλευρών είναι σωστό μυστικό». Siljak είπε.
Το Duke Quantum Center ανοίγει επίσημα, προσφέροντας μια ματιά στο μέλλον της πληροφορικής
Ενώ η κβαντική εμπλοκή είναι «απίστευτα κουλ» ο τεχνολόγος ασφαλείας Bruce Σνάιερ, που διδάσκει στο Χάρβαρντ, είπε ότι ενισχύει ένα ήδη ασφαλές μέρος της τεχνολογίας της πληροφορίας όπου άλλοι τομείς, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπινων παραγόντων και του λογισμικού, αποτελούν περισσότερο πρόβλημα. Το παρομοίασε με την τοποθέτηση μιας πλαϊνής πόρτας με 25 κλειδαριές σε ένα κατά τα άλλα ανασφαλές σπίτι.
Σε συνέντευξη Τύπου, ο Aspect είπε ότι οι εφαρμογές του πραγματικού κόσμου όπως ο δορυφόρος ήταν «φανταστικές».
«Νομίζω ότι έχουμε πρόοδο προς τον κβαντικό υπολογισμό. Δεν θα έλεγα ότι είμαστε κοντά», είπε ο 75χρονος φυσικός. «Δεν ξέρω αν θα το δω στη ζωή μου. Αλλά είμαι γέρος».
Μιλώντας τηλεφωνικά σε συνέντευξη Τύπου μετά την ανακοίνωση, το Πανεπιστήμιο της Βιέννης Zeilinger είπε ότι ήταν «ακόμα σοκαρισμένος» όταν άκουσε ότι είχε λάβει το βραβείο.
Clauser, Όψη και Zeilinger εντάσσονται στις εικασίες για το Νόμπελ για περισσότερο από μια δεκαετία. Το 2010 κέρδισαν το βραβείο Wolf στο Ισραήλ, που θεωρείται πιθανός πρόδρομος του Νόμπελ.
είπε η επιτροπή Νόμπελ Clauser ανέπτυξε τις κβαντικές θεωρίες που παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1960 σε ένα πρακτικό πείραμα. Ο Aspect μπόρεσε να κλείσει ένα κενό σε αυτές τις θεωρίες, ενώ Zeilinger έδειξε ένα φαινόμενο που ονομάζεται κβαντική τηλεμεταφορά που επιτρέπει αποτελεσματικά τη μετάδοση πληροφοριών σε αποστάσεις.
Κβαντική ανακάλυψη; Ο Duke, η IonQ εφευρίσκουν μέσα για να επιταχύνουν «βασικές κβαντικές τεχνικές»
«Χρησιμοποιώντας την εμπλοκή, μπορείτε να μεταφέρετε όλες τις πληροφορίες που μεταφέρονται από ένα αντικείμενο σε κάποιο άλλο μέρος όπου το αντικείμενο, ας πούμε, ανασυσταθεί», Zeilinger είπε. Πρόσθεσε ότι αυτό λειτουργεί μόνο για μικροσκοπικά σωματίδια.
«Δεν είναι όπως στις ταινίες Star Trek (όπου κάποιος μεταφέρει κάτι, σίγουρα όχι το άτομο, σε κάποια απόσταση», είπε.
Μια εβδομάδα ανακοινώσεων για το βραβείο Νόμπελ ξεκίνησε τη Δευτέρα με Σουηδό επιστήμονα Σβάντε Paabo λαμβάνοντας το βραβείο στην ιατρική τη Δευτέρα για το ξεκλείδωμα των μυστικών του DNA του Νεάντερταλ που παρείχαν βασικές γνώσεις για το ανοσοποιητικό μας σύστημα.
Η χημεία είναι την Τετάρτη και η λογοτεχνία την Πέμπτη. Το Νόμπελ Ειρήνης θα ανακοινωθεί την Παρασκευή και το βραβείο Οικονομικών στις 10 Οκτωβρίου.
Τα βραβεία φέρουν χρηματικό έπαθλο 10 εκατομμυρίων σουηδικών κορωνών (σχεδόν 900,000 $) και θα δοθούν στις 10 Δεκεμβρίου. Τα χρήματα προέρχονται από ένα κληροδότημα που άφησε ο δημιουργός του βραβείου, Σουηδός εφευρέτης δυναμίτη Άλφρεντ Νόμπελ, ο οποίος πέθανε το 1895.
___
Jordans αναφέρθηκε από το Βερολίνο, Μπόρενσταϊν από το Kensington, Maryland, και Μπουράκωφ από τη Νέα Υόρκη. Δαβίδ Keyton στη Στοκχόλμη και Μάσα Μακφέρσον μέσα Palaiseau, Γαλλία, συνέβαλε.
Η Exec μοιράζεται έξι προβλέψεις για τη βιομηχανία κβαντικών υπολογιστών το 2022
