A Academia Real das Ciências da Suécia decidiu atribuir o Prémio Nobel de Física 2022 a Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger “para experiências com fótons emaranhados, estabelecendo a violação das desigualdades de Bell e pioneira na ciência da informação quântica. ”
Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger realizaram experiências inovadoras usando estados quânticos entrelaçados, onde duas partículas se comportam como uma única unidade mesmo quando estão separadas. Os resultados deles abriram o caminho para novas tecnologias baseadas em informação quântica.
Os efeitos inefáveis da mecânica quântica estão começando a encontrar aplicações. Há agora um grande campo de pesquisa que inclui computadores quânticos, redes quânticas e comunicação segura criptografada quântica.
Um fator chave neste desenvolvimento é como a mecânica quântica permite que duas ou mais partículas existam no que é chamado de estado entrelaçado. O que acontece a uma das partículas de um par emaranhado determina o que acontece com a outra partícula, mesmo que estejam longe.
Durante muito tempo, a questão era se a correlação era porque as partículas de um par emaranhado continham variáveis ocultas, instruções que lhes dizem qual resultado devem dar numa experiência. Na década de 1960, John Stewart Bell desenvolveu a desigualdade matemática que recebeu o seu nome. Isto afirma que, se existirem variáveis ocultas, a correlação entre os resultados de um grande número de medidas nunca excederá um determinado valor. No entanto, a mecânica quântica prevê que um certo tipo de experiência violará a desigualdade de Bell, resultando assim numa correlação mais forte do que seria possível.
John Clauser desenvolveu as ideias de John Bell, levando a uma experiência prática. Quando ele tirou as medidas, eles apoiaram a mecânica quântica violando claramente uma desigualdade de Bell. Isto significa que a mecânica quântica não pode ser substituída por uma teoria que usa variáveis ocultas.
Algumas lacunas permaneceram após a experiência de John Clauser. Alain Aspect desenvolveu a configuração, usando-a de uma forma que fechou uma lacuna importante. Ele foi capaz de mudar as configurações de medição depois de um par emaranhado ter deixado a sua fonte, de modo que a configuração que existia quando foram emitidas não poderia afetar o resultado.
Usando ferramentas refinadas e uma longa série de experiências, Anton Zeilinger começou a usar estados quânticos entrelaçados. Entre outras coisas, o seu grupo de pesquisa demonstrou um fenómeno chamado teletransporte quântico, que torna possível mover um estado quântico de uma partícula para outra à distância.
“Tornou-se cada vez mais claro que um novo tipo de tecnologia quântica está a emergir. Podemos ver que o trabalho dos laureados com estados emaranhados é de grande importância, mesmo além das questões fundamentais sobre a interpretação da mecânica quântica”, diz Anders Irbäck, presidente do Comité Nobel de Física.
O que é o emaranhamento? PDF