Alain Aspect, John Clauser ve Anton Zeilinger, iki parçacığın ayrıldıklarında bile tek bir birim gibi davrandığı dolanık kuantum durumlarını kullanarak çığır açan deneyler yaptılar. Onların sonuçları, kuantum bilgisine dayalı yeni teknolojinin yolunu açtı. 2022 Nobel fizik ödülü , atomların ve parçacıkların mikro dünyasını kapsayan teori olan kuantum mekaniğinde öncü deneyler için üç bilim insanına verildi . Fransa'daki Université Paris-Saclay'den Alain Aspect, ABD'deki JF Clauser & Associates'ten John Clauser ve Avusturya'daki Viyana Üniversitesi'nden Anton Zeilinger, “dolaşıklık deneyleri için” 10 milyon İsveç kronu (915.000 ABD Doları) tutarındaki ödülü paylaşacaklar. Kuantum mekaniği dünyası gerçekten de çok tuhaf görünüyor. Okulda, gelecekte işlerin tam olarak nasıl davranacağını - örneğin bir tepeden aşağı yuvarladığımızda bir topun nereye gideceğini - tahmin etmek için fizikteki denklemleri kullanabileceğimiz öğretildi. Kuantum mekaniği bundan farklıdır. Bireysel sonuçları tahmin etmek yerine, bize belirli yerlerde atom altı parçacıkları bulma olasılığını söyler. Bir parçacık, ölçtüğümüzde rastgele bir konumu "seçmeden" önce, aslında aynı anda birkaç yerde olabilir. Büyük Albert Einstein'ın kendisi bile bundan rahatsızdı - o kadar ki bunun yanlış olduğuna ikna oldu . Sonuçların rastgele olması yerine, ölçümlerimizin sonuçlarını tahmin edilebilir şekilde etkileyen bazı “gizli değişkenler” – göremediğimiz kuvvetler veya yasalar – olması gerektiğini düşündü. Ancak bazı fizikçiler kuantum mekaniğinin sonuçlarını benimsediler. Kuzey İrlandalı bir fizikçi olan John Bell, 1964'te Einstein'ın aklındaki gizli değişkenlerin var olmadığını göstermek için teorik bir test tasarlayarak önemli bir atılım yaptı. Kuantum mekaniğine göre, parçacıklar "dolanık" olabilir, ürkütücü bir şekilde bağlanabilir, öyle ki birini manipüle ederseniz, otomatik olarak ve hemen diğerini de manipüle etmiş olursunuz. Bu ürkütücülük -birbirlerinden çok uzaklardaki gizemli bir şekilde anında birbirlerini etkileyen parçacıklar- gizli değişkenler aracılığıyla birbirleriyle iletişim kuran parçacıklar tarafından açıklansaydı, bu ikisi arasında Einstein'ın teorilerinin yasakladığı gibi ışıktan daha hızlı bir iletişim gerektirirdi. Kuantum dolaşıklığı, anlaşılması zor bir kavramdır, birbirlerinden ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar temelde parçacıkların özelliklerini birbirine bağlar. Kendisinden zıt yönlerde hareket eden iki foton (ışık parçacığı) yayan bir ampul hayal edin. Bu fotonlar birbirine dolanırsa, mesafeleri ne olursa olsun kutuplaşmaları gibi bir özelliği paylaşabilirler. Bell, bu iki foton üzerinde ayrı ayrı deneyler yapmayı ve bunların dolanık olduklarını (gerçekten ve gizemli bir şekilde bağlantılı olduklarını) kanıtlamak için bunların sonuçlarını karşılaştırmayı hayal etti. Clauser, Bell'in teorisini, tek fotonlar üzerinde deney yapmanın neredeyse düşünülemez olduğu bir zamanda uygulamaya koydu. 1972'de, Bell'in ünlü düşünce deneyinden sadece sekiz yıl sonra Clauser, ışığın gerçekten de dolaşık olabileceğini gösterdi. Clauser'in sonuçları çığır açıcı olsa da, ettiği sonuçlar için birkaç alternatif, daha egzotik açıklamalar vardı . Işık, fizikçilerin düşündüğü gibi davranmadıysa, belki de sonuçları karışıklık olmadan açıklanabilirdi. Bu açıklamalar Bell'in testinde boşluklar olarak bilinir ve buna ilk meydan okuyan Aspect oldu. Aspect, Bell'in testindeki en önemli potansiyel boşluklardan birini dışlamak için ustaca bir deney yaptı. Deneydeki dolaşık fotonların, Bell'in testinin sonucuna karar vermek için aslında gizli değişkenler aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurmadığını gösterdi. Bu, gerçekten ürkütücü bir şekilde bağlantılı oldukları anlamına gelir . Bilimde doğru olduğuna inandığımız kavramları test etmek inanılmaz derecede önemlidir. Ve çok az kişi bunu yaparken Aspect'ten daha önemli bir rol oynadı. Kuantum mekaniği geçtiğimiz yüzyılda defalarca test edildi ve zarar görmeden hayatta kaldı. Kuantum teknolojisi Bu noktada, mikroskobik dünyanın nasıl davrandığının veya fotonların dolanabileceğinin neden önemli olduğunu merak ettiğiniz için affedilmiş olabilirsiniz. Zeilinger'in vizyonunun gerçekten parladığı yer burasıdır. Bir zamanlar klasik mekanik bilgimizi makineler yapmak, fabrikalar yapmak ve sanayi devrimine öncülük etmek için kullandık. Elektronik ve yarı iletkenlerin davranışlarına ilişkin bilgi, dijital devrimi yönlendirdi. Ancak kuantum mekaniğini anlamak, ondan yararlanmamıza, yeni şeyler yapabilen cihazlar inşa etmemize izin veriyor. Gerçekten de birçok kişi, kuantum teknolojisinin bir sonraki devrimini yönlendireceğine inanıyor. Kuantum dolaşıklığı , bilgiyi daha önce mümkün olmayan şekillerde işlemek için hesaplamada kullanılabilir . Dolaşmadaki küçük değişiklikleri algılamak, sensörlerin nesneleri her zamankinden daha hassas bir şekilde algılamasını sağlayabilir. Dolaşık ışıkla iletişim kurmak da güvenliği garanti edebilir, çünkü kuantum sistemlerinin ölçümleri gizli dinlemenin varlığını ortaya çıkarabilir. Zeilinger'in çalışması, bir ağın kuantum eşdeğerini oluşturmak için bir dizi dolaşık sistemi birbirine bağlamanın nasıl mümkün olduğunu göstererek kuantum teknolojik devrimin yolunu açtı. 2022'de kuantum mekaniğinin bu uygulamaları bilim kurgu değil. İlk kuantum bilgisayarlarımız var . Micius uydusu , dünya çapında güvenli iletişim sağlamak için dolaşıklığı kullanır . Ve kuantum sensörleri , tıbbi görüntülemeden denizaltıları tespit etmeye kadar uygulamalarda kullanılıyor. Sonuç olarak, 2022 Nobel paneli, kuantum dolaşıklığı üreten, manipüle eden ve test eden pratik temellerin ve bunun sürmesine yardımcı olduğu devrimin önemini kabul etti. Bu üçlünün ödülü almasına sevindim. 2002 yılında Cambridge Üniversitesi'nde onların çalışmalarından ilham alarak doktoraya başladım. Projemin amacı, dolaşık ışık üretmek için basit bir yarı iletken cihaz yapmaktı. Bu, kuantum deneyleri yapmak için gereken ekipmanı büyük ölçüde basitleştirmek ve gerçek dünya uygulamaları için pratik cihazların oluşturulmasına izin vermekti. Çalışmamız başarılı oldu ve o zamandan beri bu alanda yapılan sıçramaları ve sınırları görmek beni şaşırtıyor ve heyecanlandırıyor. Robert Young Professor of Physics and Director of the Lancaster Quantum Technology Centre, Lancaster University