Kungl. Vetenskapsakademien har beslutat utdela Nobelpriset i fysik 2022 till
Alain Aspect, Institut d’Optique Graduate School – Université Paris-Saclay och École Polytechnique, Palaiseau, Frankrike,
John F. Clauser, J.F. Clauser & Assoc., Walnut Creek, CA, USA och
Anton Zeilinger, Universität Wien, Österrike.
”för experiment med sammanflätade fotoner som påvisat brott mot Bell-olikheter och banat väg för kvantinformationsvetenskap”
Alain Aspect, John Clauser och Anton Zeilinger har var och en gjort banbrytande experiment med sammanflätade kvanttillstånd, där två partiklar hör ihop i en enhet även när de är separerade. Med sina resultat har de berett vägen för ny teknologi byggd på kvantinformation.
Kvantmekanikens svårgripbara effekter börjar få tillämpningar. I dag finns ett stort forskningsfält som handlar om bland annat kvantdatorer, kvantnätverk och avlyssningssäker kvantkrypterad kommunikation.
En av nycklarna till denna utveckling är att kvantmekaniken tillåter två eller flera partiklar att vara i något som kallas sammanflätat tillstånd. Det som händer med en av partiklarna i ett sammanflätat partikelpar avgör ödet för den andra partikeln, även om den befinner sig på stort avstånd.
Frågan var länge om sambandet kan bero på att partiklarna i ett sammanflätat par innehåller dolda variabler, instruktioner som talar om för dem vilket utfall de ska ge i ett experiment. På 1960-talet utvecklade John Stewart Bell den olikhet som bär hans namn. Den säger att om det finns dolda variabler kan sambandet mellan utfallen av ett stort antal mätningar aldrig överskrida ett visst värde. Kvantmekaniken förutsäger däremot att en viss typ av experiment kommer att bryta mot Bells olikhet och därmed ge ett starkare samband än som annars är möjligt.
John Clauser vidareutvecklade John Bells idéer till ett praktiskt genomförbart experiment. När han gjorde sina mätningar stödde resultatet kvantmekaniken, genom att tydligt bryta mot en Bellolikhet. Det innebär att kvant-mekaniken inte kan ersättas med en teori med dolda variabler.
Vissa kryphål fanns fortfarande kvar efter John Clausers experiment. Alain Aspect utvecklade experimentet och använde det för att täppa till ett viktigt kryphål. Han kunde växla inställningarna för mätningen efter att ett sammanflätat par hade lämnat sin källa, för att inte arrangemanget som rådde när de skickades ut skulle kunna påverka utfallet.
Med förfinade verktyg kunde Anton Zeilinger börja använda sammanflätade kvanttillstånd i en lång serie olika experiment. Hans forskargrupp demonstrerade till exempel ett fenomen som kallas kvantteleportation, vilket gör det möjligt att flytta ett kvanttillstånd från en partikel till en annan som befinner sig långt borta.
– På senare år har det blivit alltmer tydligt att en ny typ av kvantteknologi håller på att växa fram. Vi ser nu att pristagarnas arbete med sammanflätade tillstånd är viktigt även bortom de fundamentala frågorna om hur kvantmekaniken ska tolkas, säger Anders Irbäck, ordförande i Nobelkommittén för fysik.
Pristagare
Alain Aspect, född 1947 (75 år) i Agen, Frankrike. Fil.dr 1983 vid Université Paris-Sud, Orsay, Frankrike. Professor vid Institut d’Optique Graduate School – Université Paris-Saclay och École Polytechnique, Palaiseau, Frankrike.
Alain Aspect, Université Paris-Saclay
John F. Clauser, född 1942 (79 år) i Pasadena, CA, USA. Fil.dr 1969 vid Columbia University, New York, USA. Research Physicist, J.F. Clauser & Assoc., Walnut Creek, CA, USA.
Anton Zeilinger, född 1945 (77 år) i Ried im Innkreis, Österrike. Fil.dr 1971 vid Universität Wien, Österrike. Professor vid Universität Wien, Österrike.
Anton Zeilinger, Institute for Quantum Optics and Quantum Information
Prissumma: 10 miljoner svenska kronor, delas lika mellan pristagarna.
Dokument
Illustrationerna är fria att använda i icke-kommersiella, redaktionella eller akademiska sammanhang. Vid publicering, ange ”©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences”.
Kontakt
Presskontakt
Eva Nevelius, pressansvarig, Kungl. Vetenskapsakademien
+46 70 878 67 63, eva.nevelius@kva.se
Sakkunniga
Thors Hans Hansson, Nobelkommittén för fysik, Kungl. Vetenskapsakademien
+46 70 376 89 63, hansson@fysik.su.se
Mats Larsson, Nobelkommittén för fysik, Kungl. Vetenskapsakademien
+46 73 389 43 77, ml@fysik.su.se
Läs mer om Nobelpriset
Nobelprisets officiella webbplats
Kungl. Vetenskapsakademien, stiftad år 1739, är en oberoende organisation som har till uppgift att främja vetenskaperna och stärka deras inflytande i samhället. Akademien tar särskilt ansvar för naturvetenskap och matematik, men strävar efter att öka utbytet mellan olika discipliner.
Nobelpriset® och Nobelmedaljen är av Nobelstiftelsen registrerat varumärken.
