Nauka

Kwantowe manipulacje

Nagrody Nobla 2012. Fizyka

Prof. David Jeffrey Wineland Prof. David Jeffrey Wineland Wikipedia
Tegoroczna nagroda Nobla z fizyki przypadła badaczom świata kwantów, zajmującym się szczególnie zagadnieniami kwantowej optyki.

Najwyższym wyróżnieniem naukowym w dziedzinie nauk fizycznych uhonorowano Francuza – Serge Harocha i Amerykanina – Davida Winelanda. Komitet noblowski docenił obu fizyków za „opracowanie fundamentalnych metod pozwalających mierzyć i manipulować pojedynczymi systemami kwantowymi”.

Serge Haroche i kwantowa dekoherencja

Serge Haroche jest znany w świecie fizyków głównie za eksperymentalne potwierdzenie stanu kwantowej dekoherencji. Układy kwantowe są tworami bardzo nietrwałymi. Każde oddziaływanie z otoczeniem zmienia je, przez co nieodwracalnie tracimy możliwość zdobycia informacji o nich. Dekoherencja jest więc zjawiskiem, które utrudnia poznanie świata kwantów. Dzięki swoim pracom, przeprowadzonym w połowie lat 90. XX w. w Ecole Normale Superiere w Paryżu, Haroche pokazał, że można pochwytywać pojedyncze fotony w specjalnych pułapkach optycznych i badać je, jednocześnie nie tracąc informacji na ich temat. – To jak zjeść ciastko i mieć ciastko – podsumował jeden z członków Komitetu noblowskiego, omawiający zasługi francuskiego fizyka. Dekoherencji – której najbardziej znaną teoretyczną egzemplifikacją jest słynny paradoks kota Schroedingera – a także przeciwdziałania jej można dokonać w warunkach laboratoryjnych. To udowodnił Haroche. Jego prace pozwoliły stworzyć prototypowe kwantowe systemy obliczeniowe.

David Wineland i chwytanie jonów

Z kolei David Wineland z National Institute of Standards and Technology w Boulder (Kolorado) został doceniony za zaawansowane badania jonów, czyli zjonizowanych (dodatnio lub ujemnie) atomów. Do chłodzenia jonów Wineland używał światła laserowego i chwytał je w pułapki. Wykazał, że jest możliwe pochwycenie pojedynczego jonu lub grupy jonów i utrzymywanie ich w żądanych właściwościach, a nawet przesyłanie. Dzięki pracom Wienalnada także jony zaczęto stosować do pionierskiego przeprowadzania kwantowych operacji obliczeniowych. Był to ważny krok na drodze do stworzenia nauki zwanej kwantową informacją, której ukoronowaniem ma się stać w przyszłości kwantowy komputer. Prace Winelanda pozwoliły także na skonstruowanie – w 2010 r. – tzw. zegara kwantowo-jonowego, który jest 100 tys. razy dokładniejszy od wcześniej najdokładniejszego, atomowego zegara działającego z wykorzystaniem cezu. W zegarze jonowym liczenie czasu odbywa się przez rejestrację zmian stanów energii pojedynczego jonu aluminium.

– Przez ostatnie sto lat, od kiedy wiemy o istnieniu świata kwantów – komentuje prof. Czesław Radzewicz z Wydziału Fizyki UW – uczeni pytali głownie o to, jak ten świat działa, jak zachowują się kwanty. Mniej więcej od 15 lat ważne stało się także inne pytanie, a mianowicie – jak naszą wiedzę o kwantach spożytkować, co można zrobić, korzystając z kwantowych własności materii. Obaj nagrodzeni fizycy odnieśli swoje największe sukcesy właśnie na tym polu. Dzięki ich pracom nauczymy się wykorzystywać kwanty, najpierw zapewne w zaawansowanych procesach przetwarzania informacji.

Więcej na ten temat
Reklama

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Kraj

Polska bordową wyspą

Mimo antysmogowego wzmożenia marsz do oczyszczenia polskiego powietrza będzie długi.

Jędrzej Winiecki
01.12.2020
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną