В 2022 году Нобелевская премия по физике была вручена за эксперименты, внесшие важнейший вклад в исследование явления квантовой спутанности фотонов пионерские исследования по квантовой информатике. Ее получили француз Ален Аспе, американец Джон Клаузер и австриец Антон Цайлингер.
Возраст квантовой механики принято отсчитывать от публикаций работ Вернера Гейзенберга и Эрвина Шредингера в 1925–26 годах.В 1932 году Иоганн фон Нейман опубликовал фундаментальную монографию «Математические основы квантовой механики».
Однако у квантовой механики имелись критики – и прежде всего А. Эйнштейн. Он со своими коллегами Борисом Подольским и Натаном Розеном предложил модель, которая по их расчетам доказывал ущербность квантовой теории и которую позднее назвали ЭПР. Именно эта модель вызвала жесткие споры физиков и проложила путь к понятию квантовой спутанности и его использованию на практике.
В частности, Шредингер сделал вывод, что если две системы, состояния которых нам известны, временно вступают в физическое взаимодействие, а затем разделяются вновь, то их уже нельзя описывать прежним образом, то есть утверждать, что каждая система пребывает в своем собственном состоянии. Благодаря временному взаимодействию ранее независимые системы становятся спутанными. Фактически они становятся единой нелокальной системой, не допускающей разделения на независимые части. По поведению одной из частей этой спутанной системы можно судить о поведении другой. Доказательство данной квантовой реальности потребовало десятилетий экспериментальных исследований.
С тех пор число спутанных в лаборатории частиц стало быстро расти. Например, в конце 2005 года физики из американского Национального института стандартов и технологии изготовили шестерку спутанных ионов бериллия. А уже в январе 2006 года немецкие ученые сообщили, что им впервые удалось «спутать» атом с фотоном.
Эти работы нашли применение в разработке протоколов квантовой криптографии.Феномен спутанности открывает путь и к созданию квантовых компьютеров. Квантовый компьютер может одновременно оперировать огромным количеством чисел, недоступным для любого классического вычислительного устройства. И это свойство связано как раз с тем, что он использует спутанные состояния.
Источник: Алексей Левин. Нобелевская премия по физике – 2022.URL: https://elementy.ru/novosti_nauki/t/3140741/Nobelevskie_premii
Опубликовано в рубрике 
Метки: 
