Alain Aspect, John Clauser ve Anton Zeilinger 2022 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı. Üçlü, "dolaşık fotonlarla yaptıkları deneyler, Bell'in eşitsizliklerinin ihlalini ortaya koymaları ve kuantum bilgi bilimine öncülük etmeleri nedeniyle" ödülü kazandı.
Ödül, Aralık ayında Stockholm'de verilecek ve 10 milyon kron (900,000$) değerinde olacak. Kazananlar arasında eşit olarak paylaştırılacaktır.
Bağımsız olarak çalışan üç ödül sahibi, dolaşıklığın kuantum özelliğini belirleyen önemli deneyler yaptı. Bu, iki veya daha fazla parçacığın klasik fizikte mümkün olandan çok daha güçlü korelasyonlar gösterdiği ilginç bir etkidir. Dolaşıklık, prensip olarak bazı görevlerde geleneksel bilgisayarlardan daha iyi performans gösterebilen kuantum bilgisayarlarda önemli bir rol oynar.
Bell'in eşitsizliği
Deneylerin üçü de, klasik bir sistemde gözlemlenebilen korelasyonlara bir sınır koyan Bell eşitsizliğinin ihlallerini ölçtü. Bu tür ihlaller, kuantum teorisinin önemli bir öngörüsüdür.
İlk deney 1972'de Berkeley'deki California Üniversitesi'nde, atomik bir geçişte yaratılan foton çiftlerinin polarizasyonları arasındaki korelasyonları ölçen Clauser tarafından yapıldı. Bell'in eşitsizliğinin ihlal edildiğini gösterdi - bu da foton çiftlerinin dolaşık olduğu anlamına geliyordu.
Ancak, bu deneyde bazı eksiklikler veya "boşluklar" vardı ve bu da onu sonuçsuz kılıyordu. Örneğin, algılanan fotonların, kaynak tarafından yayılan tüm fotonların adil bir örneği olmaması mümkündür - bu, algılama boşluğudur. Deneyin bağımsız olduğu düşünülen bazı yönlerinin bir şekilde nedensel olarak bağlantılı olması da mümkündür - bu, yerellik kaçağıdır.
On yıl sonra, 1982'de Fransa, Orsay'daki Université Paris-Sud'daki Aspect ve meslektaşları, iki kanallı bir algılama şeması kullanarak Clauser'ın deneyini geliştirdiler. Bu, tespit edilen fotonlar hakkında varsayımlarda bulunmaktan kaçındı. Ayrıca ölçümleri sırasında polarizasyon filtrelerinin yönünü de değiştirdiler. Yine Bell eşitsizliğinin ihlal edildiğini gördüler.
Üçüncü boşluk
Yerellik boşluğu, 1998 yılında Zeilinger ve Avusturya'daki Innsbruck Üniversitesi'ndeki meslektaşları tarafından kapatıldı. Foton ölçümlerinin yönlerini ayarlamak için tamamen bağımsız iki kuantum rasgele sayı üreteci kullandılar. Sonuç olarak, her bir fotonun polarizasyonunun ölçüldüğü yön, son anda kararlaştırıldı, böylece ışık hızından daha yavaş hareket eden hiçbir sinyal, o foton kaydedilmeden önce diğer tarafa bilgi aktaramazdı.
Üç deney, kuantum mekaniğinin temel bir tahminini doğrulamanın yanı sıra, modern kuantum teknolojilerinin gelişimi için temel oluşturdu.
Ödül açıklandığında basın toplantısında konuşan Zeilinger, Nobel komitesinden bir telefon gelmesine "çok şaşırdığını" söyledi. “Bu ödül, gençlere bir teşviktir ve ödül, yıllardır benimle çalışan 100'den fazla genç olmadan mümkün olmazdı. Bunu tek başıma başaramazdım.”
Zeilinger, ödülün genç araştırmacıları cesaretlendirmesini umduğunu da söyledi.
“Gençlere tavsiyem, ilginç bulduklarınızı yapın ve olası uygulamaları çok fazla umursamayın. Öte yandan, bu tanıma olası uygulamaların gelecekteki gelişimi için çok önemlidir. Önümüzdeki 10-20 yılda ne göreceğimizi merak ediyorum.”
derin bir etki
Sheila Rowanyayınlayan Fizik Enstitüsü başkanı Fizik dünyası, üçlüyü "hak edilmiş" tanınmalarından dolayı tebrik etti. "Bu, çevremizdeki dünyayı anlamaya yardımcı olmak için temel düzeyde devam eden, derin etkiye sahip ve günümüzde algılama ve iletişim için son derece yeni teknolojilerde kullanılmak üzere keşfedilen bir fizik alanıdır" diye ekledi.
kuantum fizikçisi Artur Ekert Oxford Üniversitesi'nden bu alanın ve üçlünün bu yılın Nobel'i ile tanınmasından "mutlu" olduğunu söylerken, eşitsizlikleri formüle eden John Bell'in gözden kaçırmış olmasının "yazık" olduğunu ekliyor. 1990'da öldü ve Nobel ödülleri ölümünden sonra verilmiyor.
Ekert, kuantum kriptografisinin ortaya çıkışının, Bell eşitsizliği deneylerini sınırlarını zorlamak için ek bir motivasyon sağladığını ekliyor. Ekert, "Bilimin temelleri açısından bakıldığında, Bell eşitsizliği deneylerinin basitçe yapılması gerektiğini düşünüyorum - belirli bir dünya görüşünü çürütüyorlar ve bu nedenle önemliler" diye ekliyor Ekert. "Bu tür deneylerdeki tüm boşlukları düzeltmek başka bir hikaye. Bu muhtemelen kuantum kriptografi perspektifi için daha önemlidir, çünkü gizli dinlemeleri tespit etmek için Bell eşitsizliklerini kullanmak istiyorsak boşlukları kapatmamız gerekir.”
Nitekim Aspect, Clauser ve Zeilinger'in çalışmalarını pratik uygulamalar için kullanmaya çalışanlardan da tebrikler geldi. Kuantum teknolojisi firmasının sırasıyla CEO'su ve başkanı İlyas Khan ve Tony Uttley ortak bir açıklamada kuantum, duyurudan heyecan duyduklarını kaydetti.
"Kuantum bilgi sistemlerinin gücünün bu şekilde kabul edilmesi birçok açıdan tam zamanındadır, ancak hepsinden önemlisi, deneysel ilerlemelerin başlamakta olduğumuz kuantum teknolojileri devriminin temelini oluşturduğu gerçeğinin harika bir kabulüdür."
Bilimde bir hayat
Aspect, 15 Haziran 1947'de Agen, Fransa'da doğdu. 1969'da fizik alanında Fransız ulusal sınavı olan “agrégation”ı geçti ve iki yıl sonra Université d'Orsay'den yüksek lisans derecesini aldı. Daha sonra, 1983'te tamamladığı Bell'in eşitsizliklerinin deneysel testleri üzerinde çalışarak Orsay'da doktora yapmaya başladı.
Aspect'in doktorasını yaparken Ecole Normale Supérieure de Cachan'da verdiği dersten sonra 1985'te Paris'te Collège de France'da çalıştı. 1992'de Université Paris-Saclay'deki Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique'e geçti.
Clauser, 1 Aralık 1942'de Pasadena, California'da doğdu. California Institute of Technology'den fizik alanında lisans derecesini 1964'te ve iki yıl sonra fizik alanında yüksek lisans derecesini aldı. 1969'da Columbia Üniversitesi'nden fizik alanında doktora derecesi aldı.
Clauser, 1969'dan 1975'e kadar Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda araştırmacıydı ve 1975'ten 1986'ya kadar Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nda çalıştı. ABD firması Science Applications International Corporation'da kıdemli bilim adamı olarak çalıştıktan sonra, 1990'da California Üniversitesi, Berkeley'e taşındı ve 1997'ye kadar burada araştırma ve danışmanlık firması JF Clauser & Associates'e odaklandı.
Anton Zeilinger: bir kuantum öncüsü
Zeilinger, 20 Mayıs 1945'te Avusturya'nın Ried im Innkreis kentinde doğdu. 1963'te Viyana Üniversitesi'nde fizik ve matematik okumaya başladı ve 1971'de atom fiziği alanında doktorasını tamamladı. Daha sonra Viyana Teknoloji Üniversitesi'ne gitmeden önce 1983 yılına kadar Viyana'daki Atom Enstitüsünde çalıştı.
1990'da Innsbruck Üniversitesi'ne geçen Zeilinger, 1999'da Viyana Üniversitesi'nde çalıştı ve burada 2004'ten 2013'e kadar Viyana merkezli Kuantum Optik ve Kuantum Bilgisi Enstitüsü'nün direktörü oldu. 2013'te Avusturya Akademisi'nin başkanı olarak görev yaptı. Bilimler Bölümü, bu yıla kadar sürdürdüğü bir pozisyon.
