Kuantum tuhaflığı testleri ve potansiyel gerçek dünyadaki uygulamaları, 2022 Nobel Fizik Ödülü ile tanındı.
Bir düzeyde tamamımız, Albert Einstein’ın bile uzlaşmaya çalmış olduğu kuantum kurallarına tabiyiz. Çoğunlukla, bu kurallar bilgisayar çiplerini, lazerleri oluşturan transistörlerde ve hatta etrafımızdaki tüm materyallerdeki atom ve moleküllerin kimyasında perde arkasında oynanır. Bu yılki Nobel ödülünden meydana gelen uygulamalar, daha büyük ölçeklerde kuantum özelliklerinden yararlanıyor. Bunlar, evrenin ömrü süresince akla gelebilecek hiçbir geleneksel bilgisayarın tamamlayamayacağı sorunları eninde sonunda çözebilecek kesinlikle güvenli iletişimleri ve kuantum bilgisayarları ihtiva eder.
Bu yılki ödül üç fizikçi içinde paylaşılıyor. Alain Aspect ve John Clauser, kuantum mekaniğinin kurallarının, ne kadar garip ve inanması zor olsa da, hakikaten dünyaya hükmettiğini doğrularken, Anton Zeilinger, hiçbir geleneksel değişen teknolojinin eşleşemeyeceği ilkel uygulamalar geliştirmek için acayip kuantum davranışından yararlandı. Her ödül sahibi, toplam 10 milyon İsveç kronu, şu demek oluyor ki ortalama 915.000 $ olan ödül parasının üçte birini eve götürecek.
“Bugün, öncü deneyleri bizlere acayip kargaşalık dünyasının… yalnız atomların mikro dünyası olmadığını ve kesinlikle bilimkurgu ya da mistisizmin sanal dünyası olmadığını, fakat hepimizin yaşamış olduğu gerçek dünya bulunduğunu gösteren üç fizikçiyi onurlandırıyoruz. Nobel Fizik Komitesi üyesi Thors Hans Hansson, 4 Ekim’de İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi’nde ödülü açıklayan bir basın toplantısında, dedi.SN: 11/5/10).
Yorktown Heights, NY’deki IBM Quantum’dan fizikçi Jerry Chow, “Üç ödül sahibi hakkında data edinmek kesinlikle oldukça coşku vericiydi” diyor. uzun seneler süresince birçok insanoğlunun araştırma çabalarının hakikaten büyük bir parçası olan bir şey.”
Fransa’daki Université Paris-Saclay ve École Polytechnique’den Aspect ve şu anda California’da bir şirket işleten Clauser, iki parçacığın tek bir varlık olarak iyi mi var olabileceğini açıklayan hiçbir gizli saklı kontakt kanalı olmadığını gösterdiler. oldukça uzaktalar (SN: 29/12/14).
Viyana Üniversitesi’nden Zeilinger’in bu kuantum davranışına dayanan deneyleri, kontakt gösterilerini, kesinlikle güvenli şifrelemeyi ve kuantum bilgisayarlar için oldukça mühim olan bileşenleri ihtiva eder. Yaygın olarak yanlış anlaşılan başka bir uygulamaya öncülük etti – kuantum ışınlanma. Bilim kurgudaki insanların ve nesnelerin ışınlanmasından değişik olarak, tesir, bir kuantum nesnesi ile alakalı bilgilerin bir yerden diğerine muhteşem bir halde iletilmesini ihtiva eder.
Zeilinger, ödülü açıklayan basın toplantısında telefonla “Kuantum mekaniği hakkında okuduğum ilk anlardan beri devamlı ilgilendim” dedi. “Aslen bazı kuramsal tahminler beni şaşırttı, bu sebeple bunlar kişinin haiz olabileceği olağan sezgilere uymuyorlardı.”
Bir elektronun bir atom etrafındaki hareketi benzer biçimde, dünyayı ufak ölçeklerde yöneten kuantum davranışının keşfi, 20. yüzyılın başlangıcında fizikte devrim yarattı. En ünlüsü Einstein da dahil olmak suretiyle birçok önde gelen bilim adamı, kuantum teorilerinin işe yaradığını kabul etti, sadece dünyanın gerçek tanımı olamayacaklarını savundular, bu sebeple en iyi ihtimalle bir şeyin olma olasılıklarını hesaplamayı içeriyorlardı (GZ: 1/12/22). Einstein’a gore bu, deneylerin ortaya çıkarılamayacak kadar kaba olduğu bazı gizli saklı bilgiler olduğu anlamına geliyordu.
Ötekiler, aşağılayıcı bir halde tuhaflık olarak adlandırılan kuantum davranışının, anlaşılması zor olsa da, data iletmek için hiçbir gizli saklı yolu olmadığına inanıyordu. Fizikçi John Bell 1960’larda kuantum nesneler içinde gizli saklı kontakt kanalları olmadığını kanıtlamak için bir kontrol önerene kadar bu büyük seviyede bir düşünce ve münakaşa meselesiydi (SN: 29/12/14). O zamanlar, testi gerçekleştirmek için bir deneyin mümkün olup olmadığı net değildi.
Clauser, Bell’in testini doğrulamak için ergonomik bir gözlem geliştiren ilk kişiydi, sadece deneyinin şüpheye yer bırakmadığını denetim edemediği boşluklar olmasına karşın. (Bilime olan ilgisi erken gelişti. 1959 ve 1960’da Clauser, şimdi Internasyonal Bilim ve Mühendislik Fuarı olarak malum Ulusal Bilim Fuarı’nda yarıştı (GZ: 23/05/59). Fuar, gösteren Bilim Derneği tarafınca yürütülmektedir. Bilim Haberleri.)
Aspect, kuantum mekaniğinin klasik fiziğin bazı gizli saklı temellerine haiz olma ihtimalini ortadan kaldırmak için bu fikri daha da ileri götürdü (SN: 1/11/86). Clauser ve Aspect’in deneyleri, birbirine dolanmış foton çiftleri yaratmayı içeriyordu, şu demek oluyor ki bunlar aslen tek bir nesneydi. Fotonlar değişik yönlerde hareket ettikçe, dolaşık halde kaldılar. Doğrusu, tek, genişletilmiş bir nesne olarak var olmaya devam ederler. Birinin özelliklerini ölçmek, birbirlerinden ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar, ötekinin özelliklerini anında ortaya çıkarır.
Dolaşıklık duyarlı bir durumdur ve sürdürülmesi zor olsa gerek, sadece Clauser ve Aspect’in deneylerinin neticeleri, kuantum etkilerinin kuantum olmayan temellerin işaretleri olabilecek herhangi bir gizli saklı değişkenle açıklanamayacağını göstermektedir.
Chow için bu araştırmanın önemi iki yönlüdür. “Kuantum mekaniğinin gerçek bulunduğunu felsefi bir açıdan gösteren hakikaten bir unsur var” diyor. “Fakat daha ergonomik bir bakış açısından… kuantum mekaniğinin bu aynı güzel teorisi, bilginin işlendiği değişik bir kurallar dizisi verir.” Bu da, kuantum bilgisayarlar ve kontakt benzer biçimde yeni nesil teknolojiler için yeni yollar açar (SN: 12/3/20).
Zeilinger’in deneyleri, Clauser ve Aspect’in onayladığı etkisinde bırakır olmadan mümkün olmayacak başarılar elde etmek için dolaşıklıktan yararlanır. Deneyleri laboratuvardan kıtalararası mesafelere genişleterek, dolanıklığın ergonomik kullanıma konma olasılığını ortaya çıkardı (GZ: 31/05/12). Bir çift dolaşık parçacıktan biriyle etkileşime girmek ötekini etkilediğinden, güvenli kontakt ve şifrelemede anahtar bileşenler haline gelebilirler. Kuantum iletişimini dinlemeye çalışan bir yabancı anında açığa çıkacaktı bu sebeple gizlice baktıklarında karışıklığı kıracaklardı.
Dolaşık parçacıklara dayanan kuantum bilgisayarlar da etken bir araştırma mevzusu haline geldi. Geleneksel bilgisayarların birler ve sıfırlar yerine, kuantum bilgisayarlar detayları kodlar ve hem bir hem de sıfırın karışımı olan hesaplamalar yapar. Kuramsal olarak, hiçbir dijital bilgisayarın eşleştiremeyeceği bazı hesaplamalar yapabilirler. Zeilinger’in kuantum ışınlanma deneyleri, bu tür kuantum bilgisayarların dayandığı detayları aktarmak için bir yol sunar (SN: 1/17/98).
“Bu [award] benim için oldukça hoş ve pozitif yönde bir sürpriz,” diyor İsviçre’deki Cenevre Üniversitesi’nde fizikçi olan Nicolas Gisin. “Bu ödül oldukça hak edilmiş, sadece birazcık geç geliyor. Bu çalışmaların bir çok o yıllarda yapılmış oldu. [1970s and 1980s]fakat Nobel Komitesi oldukça yavaştı ve şimdi kuantum teknolojilerinin patlamasının peşinden koşuyor.”
Gisin, bu patlamanın küresel ölçekte gerçekleştiğini söylüyor. “ABD’de, Avrupa’da ve Çin’de milyarlarca – kelimenin tam anlamıyla milyarlarca dolar bu alana dökülüyor. Doğrusu tamamen değişiyor” diyor. “Bu alana öncülük eden birkaç kişiye haiz olmak yerine, şimdi beraber çalışan hakikaten büyük bir fizikçi ve mühendis kalabalığına sahibiz.”
En ezoterik kuantum uygulamalarından bazıları emekleme aşamasında olsa da Clauser, Aspect ve Zeilinger’in deneyleri kuantum mekaniğini ve onun garip neticelerini makroskopik dünyaya getiriyor. Onların katkıları, bir zamanlar tartışmalı olan kuantum mekaniği fikirlerinin bazılarını doğruluyor ve Einstein’ın bile inkar edemeyeceği şekillerde, bigün günlük yaşamda yaygın olabilecek yeni uygulamalar vaat ediyor.
Maria Temming bu hikayeye katkıda bulunmuş oldu.
Yoruma kapalı.