W tym roku zwyciężyło trzech naukowców wspólnie Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki we wtorek za udowodnienie, że drobne cząstki mogą zachować połączenie ze sobą nawet po rozdzieleniu, w co kiedyś wątpiono, ale obecnie bada się je pod kątem potencjalnych zastosowań w świecie rzeczywistym, takich jak szyfrowanie informacji.
Francuz Alain Aspect, Amerykanin John F. Clausera i austriacki Anton Zeilingera zostali cytowani przez Królewską Szwedzką Akademię Nauk za eksperymenty udowadniające, że „całkowicie szalone” pole splątań kwantowych jest aż nazbyt realne. Wykazali, że niewidoczne cząstki, takie jak fotony, mogą być ze sobą powiązane, czyli „splątane”, nawet jeśli dzielą je duże odległości.
Obliczenia kwantowe stanowią jeszcze większe zagrożenie niż sztuczna inteligencja – oto dlaczego
Wszystko sprowadza się do cechy wszechświata, która zdumiała nawet Alberta Einsteina i łączy materię i światło w splątany, chaotyczny sposób.
Kawałki informacji lub materii, które kiedyś znajdowały się obok siebie, mimo że teraz są oddzielone, mają połączenie lub relację — coś, co może pomóc w szyfrowaniu informacji, a nawet teleportacji. Chiński satelita demonstruje to teraz, a potencjalnie błyskawiczne komputery kwantowe, wciąż na małym i niezbyt użytecznym etapie, również opierają się na tym splątaniu. Inni mają nawet nadzieję na wykorzystanie go w materiale nadprzewodzącym.
„To takie dziwne” – powiedział Aspect o uwikłaniu w rozmowę telefoniczną z Komitetem Noblowskim. „Akceptuję w swoich obrazach mentalnych coś, co jest całkowicie szalone”.
Jednak eksperymenty tria pokazały, że dzieje się to w prawdziwym życiu.
„Nie mam zielonego pojęcia, dlaczego tak się dzieje” Clausera powiedział Associated Press podczas wywiadu na Zoomie, w którym otrzymał oficjalny telefon od Akademii Szwedzkiej kilka godzin po tym, jak przyjaciele i media poinformowały go o jego nagrodzie. „Nie mam pojęcia, jak to działa, ale splątanie wydaje się bardzo realne”.
Badania NCSU mogą oznaczać szybsze mikroczipy, aplikacje do obliczeń kwantowych
Inni zwycięzcy również powiedzieli, że nie potrafią wyjaśnić, jak i dlaczego kryje się za tym efektem. Ale każdy z nich przeprowadzał coraz bardziej skomplikowane eksperymenty, które dowodziły, że tak właśnie jest.
Clauseralat 79, otrzymał nagrodę za eksperyment z 1972 r., połączony ze znalezionym sprzętem, który pomógł rozstrzygnąć słynną debatę na temat mechaniki kwantowej pomiędzy Einsteinem a słynnym fizykiem Niels Bohra. Einstein opisał „upiorne działanie na odległość”, które, jak sądził, zostanie ostatecznie obalone.
„Stawiałem na Einsteina” Clausera powiedział. „Ale niestety się myliłem, Einstein się mylił, a Bohr miał rację”.
Aspect stwierdził, że Einstein mógł się mylić z technicznego punktu widzenia, ale zasługuje na ogromne uznanie za postawienie właściwego pytania, które doprowadziło do eksperymentów potwierdzających splątanie kwantowe.
„Większość ludzi założyłaby, że przyroda składa się z substancji rozmieszczonych w czasie i przestrzeni” – stwierdziła Clausera, który będąc uczniem szkoły średniej w latach pięćdziesiątych XX wieku, zbudował grę wideo na komputerze lampowym. – I wygląda na to, że tak nie jest.
Naukowcy zajmujący się obliczeniami kwantowymi w Duke obserwują „punkt krytyczny”
Praca pokazuje, że „części wszechświata — nawet te znajdujące się w dużych odległościach od siebie — są ze sobą połączone” – powiedział fizyk Johnsa Hopkinsa, N. Peter Armitage'a. „To coś takiego nieintuicyjny i coś tak sprzecznego z tym, jak według nas „powinien” wyglądać świat.
Ta trudna do zrozumienia dziedzina zaczęła się od eksperymentów myślowych. Ale to, co w pewnym sensie jest filozoficznym rozważaniem na temat wszechświata, niesie także nadzieję na bezpieczniejsze i szybsze komputery oparte na splątanych fotonach i materii, które wciąż oddziałują bez względu na odległość.
„Podczas moich pierwszych eksperymentów prasa pytała mnie czasami, do czego się nadają” – Zeilingera, 77, powiedział reporterom w Wiedniu. „I powiedziałem z dumą: «To na nic. Robię to wyłącznie z ciekawości.’”
Obliczenia kwantowe, półprzewodniki mogą skorzystać na nowych „dopingowych” badaniach NCSU
W splątaniu kwantowym ustalenie wspólnej informacji między dwoma fotonami, które nie znajdują się blisko siebie, „pozwala nam na przykład na tajną komunikację w sposób, który wcześniej nie był możliwy” – powiedział David Haviland, przewodniczący Komitetu Nobla w dziedzinie fizyki.
Informacje kwantowe „mają szerokie i potencjalne implikacje w takich obszarach, jak bezpieczny transfer informacji, obliczenia kwantowe i technologia wykrywania” – stwierdziła Eva Olssona, członek komitetu Nobla. „Jego przewidywania otworzyły drzwi do innego świata, a także wstrząsnęły podstawami interpretacji pomiarów”.
Rodzaj bezpiecznej komunikacji stosowanej w Chinach Myszy satelita – podobnie jak niektóre banki – to „historia sukcesu splątania kwantowego” – stwierdził Harun Kolec z Trinity College w Dublinie. Wykorzystując jedną splątaną cząstkę do stworzenia klucza szyfrującego, gwarantuje się, że tylko osoba posiadająca drugą splątaną cząstkę będzie w stanie odszyfrować wiadomość, a „sekret dzielony pomiędzy obiema stronami jest tajemnicą właściwą” Kolec powiedziany.
Oficjalne otwarcie Duke Quantum Center, oferujące spojrzenie na przyszłość informatyki
Chociaż splątanie kwantowe to „niesamowicie fajny” technolog bezpieczeństwa Bruce Schneier, który wykłada na Harvardzie, powiedział, że wzmacnia to już bezpieczną część technologii informatycznych tam, gdzie inne obszary, w tym czynnik ludzki i oprogramowanie, stanowią większy problem. Porównał to do zainstalowania bocznych drzwi z 25 zamkami w skądinąd niepewnym domu.
Na konferencji prasowej Aspect stwierdził, że rzeczywiste zastosowania, takie jak satelita, są „fantastyczne”.
„Myślę, że poczyniliśmy postępy w kierunku obliczeń kwantowych. Nie powiedziałbym, że jesteśmy blisko” – powiedział 75-letni fizyk. „Nie wiem, czy zobaczę to w życiu. Ale jestem starym człowiekiem.
Rozmawiając przez telefon na konferencji prasowej po ogłoszeniu, z siedzibą na Uniwersytecie Wiedeńskim Zeilingera powiedział, że „nadal jest w pewnym sensie zszokowany”, gdy usłyszał, że otrzymał nagrodę.
Clausera, Aspekt i Zeilingera pojawiały się w spekulacjach Nobla od ponad dziesięciu lat. W 2010 roku zdobyli w Izraelu Nagrodę Wolfa, uważaną za potencjalnego prekursora Nagrody Nobla.
Komitet Noblowski stwierdził Clausera rozwinęli teorie kwantowe, które po raz pierwszy wysunięto w latach sześćdziesiątych XX wieku w praktycznym eksperymencie. Aspectowi udało się załatać lukę w tych teoriach Zeilingera zademonstrowali zjawisko zwane teleportacją kwantową, które skutecznie umożliwia przesyłanie informacji na duże odległości.
Przełom kwantowy? Duke, IonQ wymyśla sposób na przyspieszenie „kluczowych technik kwantowych”
„Dzięki splątaniu możesz przenieść całą informację niesieną przez obiekt w inne miejsce, w którym obiekt jest, że tak powiem, odtworzony” Zeilingera powiedział. Dodał, że działa to tylko w przypadku małych cząstek.
„To nie jest tak, jak w filmach Star Trek (gdzie ktoś jest) transportuje coś, na pewno nie osobę, na pewną odległość” – powiedział.
Tydzień ogłoszenia Nagrody Nobla rozpoczął się w poniedziałek szwedzkim naukowcem Svante Paabo odebrał w poniedziałek nagrodę w dziedzinie medycyny za odkrycie tajemnic DNA neandertalczyka, które dostarczyło kluczowych informacji na temat naszego układu odpornościowego.
Chemia jest w środę, a literatura w czwartek. Pokojowa Nagroda Nobla zostanie ogłoszona w piątek, a nagroda ekonomiczna 10 października.
Nagrody obejmują nagrodę pieniężną o wartości 10 milionów koron szwedzkich (prawie 900,000 10 dolarów) i zostaną wręczone 1895 grudnia. Pieniądze pochodzą z testamentu pozostawionego przez twórcę nagrody, zmarłego w XNUMX roku szwedzkiego wynalazcę dynamitu Alfreda Nobla.
___
Jordany doniesiono z Berlina, Borensteina z Kensington w stanie Maryland i Burakoff z Nowego Yorku. Dawid Keytona w Sztokholmie i Masza Macphersona w Pałac, Francja, wniosła swój wkład.
Exec przedstawia sześć prognoz dotyczących branży obliczeń kwantowych w 2022 r
