Die „Vorfahren“ der Quantencomputer wurden mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet

Die Nobelpreisträger für Physik 2022 sind Alain Aspect, John Clauser und Anton Zeilinger. Ausschuss

prämiert anerkannte innovative Experimente mitverschränkte Quantenzustände, in denen sich zwei Teilchen auch dann wie eins verhalten, wenn sie getrennt sind. Die Ergebnisse der Arbeit der Wissenschaftler bildeten die Grundlage für die Entwicklung von Quantencomputern, Verschlüsselung, Kommunikationsnetzwerken und anderen Technologien.

Die Quantenmechanik erlaubt zwei oder mehrTeilchen in einem verschränkten Zustand existieren. Das bedeutet, was mit einem der Teilchen in einem verschränkten Paar passiert, bestimmt, was mit dem anderen Teilchen passiert, selbst wenn sie weit voneinander entfernt sind.

Nobelpreisträger in Physik. Bild: Niklas Elmehed, Nobel Prize Outreach

In den 1960er Jahren entwickelte John Stuart Belleine nach ihm benannte mathematische Ungleichung, die darauf hindeutete, dass die Korrelation darauf zurückzuführen war, dass die Teilchen in einem verschränkten Paar verborgene Variablen enthielten, Anweisungen, die ihnen sagten, welches Ergebnis sie im Experiment liefern sollten.

John Clauser, der erste der Preisträger, entwickeltIdeen von John Bell und führte ein praktisches Experiment durch, das die Hypothese bestätigen oder widerlegen sollte. Als er die Messungen vornahm, bestätigten sie die Quantenmechanik und verstießen eindeutig gegen Bells Ungleichung. Das bedeutet, dass die Verschränkung nicht durch eine Theorie verborgener Variablen ersetzt werden kann.

Ein kleines "Schlupfloch", das die Möglichkeit andeutetAustausch von Informationen (Variablen) zwischen verschränkten Teilchen zum Zeitpunkt der Emission, blieb nach dem Experiment von John Clauser. Alain Aspect, der zweite Preisträger, entwickelte einen Aufbau, um diese Hypothese zu testen. Er konnte die Messeinstellungen ändern, nachdem das verschränkte Paar seine Quelle verlassen hatte, und bewies, dass die zum Zeitpunkt der Emission bestehenden Wechselwirkungen das Ergebnis nicht beeinflusst haben können.

Schließlich der dritte Gewinner - Anton Zeilinger -begann, verschränkte Quantenzustände für praktische Probleme zu verwenden. Seine Forschungsgruppe hat unter anderem ein Phänomen namens Quantenteleportation demonstriert, das es ermöglicht, einen Quantenzustand über eine Distanz von einem Teilchen zu einem anderen zu verschieben.

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Auf dem Umschlag: Johan Jarnestad, Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften