Нобелевскую премию по физике 2012 года присудили французу Сержу Арошу и американцу Дэвиду Джей Вайнленду за «создание прорывных экспериментальных методов манипулирования индивидуальными квантовыми системами».
Премия за компьютер и часы
«Их исследования позволили ответить на ряд базовых вопросов физики, таких как когерентность. Самые точные часы в мире в мире созданы с помощью работ сегодняшних лауреатов, а в будущем, возможно, на этих принципах получится построить работу квантовых компьютеров, скорость которых будет неизмеримо выше всех существующих вычислительных машин, — говорится в сообщении Нобелевского комитета. — Серж Арош и Дэвид Вайнленд независимо друг от друга создали и развили методы манипуляции отдельными частицами, сохранив их квантово-механическую природу так, как ранее считалось просто невозможным. Они открыли дверь в новую эру экспериментов в квантовой физике, предложив прямые методы наблюдений индивидуальных квантовых частиц без их разрушения. В школе нас учат тому, что квантовые частицы имеют двойную корпускулярно-волновую природу и в квантовом мире законы классической механики не работают, нужно применять квантовые методы. Однако отдельные частицы не так просто выделить из окружающей среды, и они теряют «таинственные» квантовые свойства, соприкасаясь с внешним миром. Именно поэтому ряд аномальных явлений, предсказанных квантовой физикой, никак не удавалось наблюдать напрямую, и исследователям приходилось изобретать косвенные эксперименты, которые давали базовое подтверждение теоретическим предсказаниям. Арошу и Вайнленду удалось придумать оригинальные методы, позволяющие измерять и контролировать очень неустойчивые квантовые состояния, «поймать» которые напрямую считалось невозможным. Два независимо разработанных метода имеют много общего. Дэвид Вайнленд заключал в «ловушку» заряженные атомы (ионы), управляя ими и измеряя их параметры с помощью света, то есть фотонов. Серж Арош пошел в обратном направлении: измеряемыми в ловушке оказались фотоны (частицы света), которые оказались там при прохождении сквозь нее атомов. Оба лауреата работают в области квантовой оптики и занимаются изучением фундаментальных взаимодействий света и материи — эта область переживает бурное развитие с середины 1980-х годов. Их новаторские методы позволили всем работающим в квантовой оптике ученым сделать первые шаги к созданию нового типа супербыстрых компьютеров — квантовых компьютеров, работающих на особенностях квантовой природы частиц. Квантовые компьютеры, возможно, изменят нашу повседневную жизнь уже в этом столетии также кардинально, как это сделали обычные компьютеры в столетии предыдущем. Еще один результат их работ — создание сверхточных часов, которые в будущем могут стать основой нового стандарта времени, в сто раз более точного, чем современные цезиевые часы». Сразу после объявления имен лауреатов на пресс-конференции Нобелевский комитет дозвонился до одного из них, Сержа Ароша. — Я счастлив, — сказал лауреат. — Двадцать минут назад мне сказали, что я получил премию. Я в этот момент шел по улице вместе с женой, и, узнав о премии, я был так удивлен, что вынужден был присесть на первую попавшуюся скамейку. Это просто невероятно. — Как отпразднуете это событие? — Еще даже не знаю. Может быть, открою бутылочку шампанского. — Один из результатов вашей работы — это возможность создания квантовых компьютеров. Как вы думаете, когда эти устройства будут созданы? — Не знаю точно, мы пока изучаем такую возможность, пытаемся понять, как все происходит на уровне частиц. Нам предстоит решить много различных проблем для создания квантовых компьютеров. Я в основном был сконцентрирован на теоретических исследованиях, и практическое применение не было для меня самым важным фактором. Использование квантовых систем - сложный вопрос, и физикам предстоит много узнать о них. Может, это будут не компьютеры, а квантовые симуляторы, какие-то квантовые коммуникации. — Еще одно применение результатов вашей работы и вашего коллеги, Дэвида Вайнленда, это сверхточные часы. Какое можно будет найти им применение? — Мои коллеги работают над этим. Существует очень много вариантов применения этих сверхточных часов. С их помощью можно измерять гравитацию, гравитационное поле, использовать их для предотвращения землетрясений. Также им можно найти применение в области фундаментальной физики, например, для проверки теории относительности или для объяснения многих еще необъясненных явлений. Еще их можно использовать в космосе, например, в экспериментах на Международной космической станции. — Думали ли вы, что получите Нобелевскую премию? — Многие люди заслуживают премии, и потому возможность получения премии очень мала. Я старался особо не ждать этого, особо об этом не думать. Тем более я не ожидал, что получу премию в этом году. Я очень рад, что премия присуждена также и Дэвиду Вайнленду, он замечательный ученый. В ходе разговора с лауреатом возникали проблемы с телефонной связью, так что представитель Нобелевского комитета, завершая пресс-конференцию, выразил надежду, что вскоре для звонков будет использоваться «квантовый телефон и связь будет лучше». По версии агентства Thompson Reuters, в области физики несомненным фаворитом этого года являлись работы по открытию и экспериментальному подтверждению квантовой телепортации (подробнее об этом эффекте можно прочитать в лекции в «Газете.Ru» ). Премию должны были разделить Чарльз Беннетт из IBM , Жиль Брассар из Университета Монреаля и Уильям Вуттерс из колледжа Уильямс (Массачусетс, США). Среди других претендентов значились один из пионеров оптоэлектроники, обнаруживший эффект фотолюминесценции в пористом кремнии , Ли Кэнхэм из Университета Бирмингема (Великобритания), а также авторы работ по «медленному свету» (замедлению световых импульсов в облаке ультрахолодных атомов натрия) Стивен Харрис из Стэнфордского университета (Калифорния) и Лене Хау из Гарвардского университета (Массачусетс, США). Упоминалось и главное физическое открытие этого года — частица, подобная бозону Хиггса. Однако коль скоро результаты пока не подтверждены с необходимой точностью, эксперты (и Нобелевский комитет) сошлись на том, что бозон Хиггса — тема премии уже 2013 года.