지난 수십 년 동안 양자 물리학의 바다 변화가 목격되었습니다. 이전에 과학자들은 주로 양자 이론의 이상한 규칙에 의존하여 주로 원자의 질량 및 광자와 같은 다른 양자 입자의 이상한 자연 행동을 설명했습니다. 그러나 물리학 자들은 점점 더 많은 규칙을 활용하여 개별 입자의 섬세한 양자 상태를 만들고 새로운 일을 수행하고 있습니다. 올해의 노벨 물리학상은 그 흔적을 불 태우는 데 도움을 준 두 명의 실험자를 존중합니다.
파리에서 Collège de France의 68 세인 Serge Haroche와 École Normale Supérieure는 양자의 빛의 조각과 단일 원자와의 상호 작용의 제어를 개척했습니다. 콜로라도 주 볼더에있는 국립 표준 기술 연구소 (National Institute of Standards and Technology)의 68 세인 데이비드 와이 랜드 (David Wineland)는 단일 하전 된 원자 또는 이온을 제어하는 기술을 개발했으며 계산을 수행하는 데 어떻게 사용될 수 있는지 보여주었습니다.
독일 Garching에있는 Max Planck Quantum Optics의 이론가 인 Ignacio Cirac은 이러한 작업이 새로운 양자 연구 영역을 열었다고 말합니다. Cirac은“40 년 전 양자 역학이 통계 이론이기 때문에 단일 입자에 적용될 것이라는 것은 분명하지 않았다”고 말했다. "그들은 개별 양자 시스템을 연구하는 문을 열었습니다."
Haroche는 빛의 입자 또는 광자가 소위 광장을 형성하는 두 가지 거울 사이에 갇힌 "공동 양자 전기 역학"의 분야를 개척하는 데 도움을주었습니다. 연구자들은 예를 들어, 명확한 수의 광자로 구성되지만 고전적인 광파의 일반적인 특성이 부족한 소위 펑크 상태에 넣음으로써 그 빛의 양자 상태를 정확하게 조정할 수 있습니다. 그 상태는 구멍을 통해 단일 원자를 보내서 빛과 상호 작용하도록하여 조사하고 측정 할 수 있습니다.
무엇보다도 Haroche와 동료들은 처음으로 Schrödinger 's Cat State 인 아마도 가장 이상하고 가장 잘 알려진 Quantum States의 아날로그를 시연했습니다. 양자 이론은 물리적 시스템이 한 번에 두 개의 상호 배타적 상태에있을 수있게 해주 었으며, 1935 년 오스트리아 이론가 인 Erwin Schrödinger는이 재산이 상자에 숨겨진 고양이를 동시에 살아 있고 죽을 수 있도록 강요하는 계획을 꿈꾸었다. (상자가 열리 자마자 양자 상태는 고양이가 죽거나 살아있는 것으로 밝혀 지도록 "무너집니다.) 1996 년에 Haroche와 동료들은 비슷한 양의 빛 상태를 만들었습니다. 영국 리즈 대학교의 양자 물리학자인 벤자민 바코 (Benjamin Varcoe)는“이것은 내가 본 것 중 가장 흥미로운 실험 중 하나였으며 실제로이 분야에있는 이유입니다.
대조적으로, Wineland와 그의 팀은 개별 이온을 포획하고 제어하는 무수한 기술을 개발했습니다. 갇힌 이온이 훨씬 더 나은 원자 시계를 만드는 데 사용될 수 있지만, Wineland의 작업의 실제 매력은 언젠가 고전적인 컴퓨터를 압도 할 특정 문제를 해결할 수있는 양자 컴퓨터를 만드는 데 사용될 수 있다는 것입니다. 영국 서 섹스 대학교 (University of Sussex)의 윈 프리드 헨더 싱어 (Winfried Hensinger)는“데이비드는이 분야의 첫 번째 큰 발전을 내놓았다.
이온은 작은 상단처럼 회전하고 레이저를 사용하여 이온의 스핀 상태를 제어 할 수 있으며 심지어 섬세한 양방향 양자 상태에 넣을 수도 있습니다. Wineland와 동료들은 그 양자 상태의 정보를 해당 양자 상태의 정보를 전기장에서 이온의 흔들림으로 전달하고 이웃의 이온이 상호 작용하고 의사 소통하도록하는 기술을 개발했습니다. 이러한 기술을 사용하여 연구원들은 1995 년에보고 된 바와 같이 단일 지글링 이온을 논리에서 기본 작업을 수행하는 "게이트"로 사용할 수있었습니다.
이러한 사전은 0 또는 1으로 설정할 수있는 일반 비트 (0, 1)로 대체되는 양자 컴퓨터를 개발할 수있는 잠재력을 보여주었습니다. 본격적인 양자 컴퓨터는 여전히 몇 년이 지났지 만 물리학 자들은 계산을 수행하기 위해 15 개의 이온을 함께 사용했습니다. Hensinger는 양자 컴퓨터가 일부 제한된 문제에 대해 고전적인 컴퓨터를 능가하는 데 필요한 것의 약 1/4이라고 말합니다.
많은 노벨상과 마찬가지로, 관찰자들은 다른 연구자들도 상을 수상했을 수도 있다고 말합니다. Hensinger는 Ion University, College Park의 Christopher Monroe와 오스트리아 인스 브루크 대학교의 Rainer Blatt의 Ion 트래핑 분야에서 기본적으로 기여했다고 말합니다. Cavity Quantum Electrodynamics, Pasadena에있는 California Institute of Technology의 Jeff Kimble과 Max Planck Institute of Quantum Optics의 Herbert Walther도 조명을 안내하고 있다고 Varcoe는 말합니다.
올해의상은 양자 물리학의 진화를 강조합니다. 1920 년대와 30 년대에 몇몇 노벨상은 양자 역학의 원리를 발견하는 것을 존중했습니다. 올해의 수상자들은 새로운 원칙을 발견하지 못했지만 확립 된 이론을 이용할 수있는 새로운 방법을 찾았다 고 Cirac은 말합니다. "이론은 우리가 항상 이해 한 것과 동일하다"고 그는 말했다. "우리는 이제 그것을 사용하려고 노력하고있다"는 새로운 일을한다.
