Ученые проводили эксперименты с квантовой запутанностью, явлением, при котором две частицы ведут себя как единое целое, даже при разделении.

Подробнее об этом рассказал доктор физико-математических наук Алексей Семихатов:

«Нобелевскую премию по физике присудили за фундаментальные исследования, важные в двух отношениях. Во-первых, они посвящены тому, как устроен странный и непонятный для нас квантовый мир. Да, в нашем распоряжении имеется квантовая теория, которая позволяет разбираться с малыми составляющими материи, но эти составляющие демонстрируют странные и неочевидные свойства. Правомерный вопрос, на который нет однозначного ответа — какова природа мира, каковы «механизмы», лежащие в основе квантового поведения. Во-вторых, премией отмечены исследования того, чем и как мы в состоянии управлять в квантовом мире. «Управление» включает передачу и обработку информации, отсюда и упоминание квантовой информации в заявлении о премии.

Премией также отмечено экспериментальное исследование квантовой запутанности — идеи, которая восходит к Эйнштейну и Шрёдингеру. Пара запутанных частиц находится в состоянии, полное описание которого не включает в себя свойства каждой частицы по отдельности — даже если они находятся далеко друг от друга и не обмениваются сигналами. Но когда мы выясняем вопрос о свойствах одной из них экспериментально, вторая демонстрирует сходные («коррелированные») свойства. Как они этого добиваются? В течение десятилетий свойства запутанных частиц обсуждались только теоретически, на уровне так называемых мысленных экспериментов, но современные технологии позволяют превратить многие мысленные эксперименты в настоящие. С их помощью мы пытаемся «забраться внутрь» квантовой механики; среди прочего, удалось экспериментально проверить ключевой критерий квантовой запутанности (который технически формулируется как нарушения так называемых неравенств Белла).

В исследованиях лауреатов эти современные технологии сочетаются с фундаментальным вызовом (понять, как в точности функционирует наша Вселенная) — в ответ на который сами технологии развиваются дальше и оказываются востребованы в приложениях, включающих квантовые вычисления, квантовую криптографию и телепортацию и другие виды обработки информации под управлением квантовых законов — отличных от тех, к которым мы привыкли в обычном мире. Например, сообщение, переданное по квантовым законам, нельзя скопировать, не разрушив оригинала. Такой запрет на клонирование в коммуникациях исключает незаметное подслушивание. Научившись управлять тонкими и деликатными квантовыми свойствами, мы открываем для себя возможности для дальнейшего продвижения в технологиях».

В издательстве «Альпина нон-фикшн» недавно вышла книга Алексея Семихатова «Все, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной», где развитие идеи запутанности прослежено подробно, от наблюдений Эйнштейна и Шредингера до неравенств Белла, их экспериментальных проверок и квантовой телепортации.

Нобелевскую премию ежегодно присуждает Шведская королевская академия наук. 5 октября будут объявлены лауреаты по химии, 6 октября — по литературе. Премию мира присудят 7 октября, а Премию Шведского государственного банка по экономическим наукам памяти Альфреда Нобеля — 10-го октября.