Anton Zeilinger

Anton Zeilinger

---

Premiul Wolf pentru fizică 2010

Anton Zeilinger ( Ried im Innkreis , 20 mai 1945 ) este un fizician austriac . În prezent este profesor la Universitatea din Viena , anterior la Universitatea din Innsbruck . Este, de asemenea, director al secției Viena a Institutului pentru Optică Cuantică și Informații Cuantice (IQOQI) la Academia Austriecă de Științe . Zeilinger a fost numit pionier în noul domeniu al calculului cuantic și este renumit pentru realizarea teleportării cuantice cu fotoni .

Biografie

Anton Zeilinger a ocupat funcții la Universitatea din Innsbruck , Universitatea Tehnică din München , Universitatea Tehnică din Viena , Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) și a fost invitat la Universitatea Humboldt din Berlin, la Colegiul Merton al Universității din Oxford și la Collège de France din Paris. A primit numeroase premii pentru munca sa științifică, cel mai recent Premiul King Faisal în 2005 și Premiul I Newton al Institutului de Fizică din Londra în 2008. Este membru al șase academii științifice.

Zeilinger este în prezent profesor de fizică la Universitatea din Viena și director științific al Institutului de Optică Cuantică și Informații Cuantice al Academiei Austriece de Științe . Din 2006, Zeilinger a fost vicepreședinte al consiliului de administrație al Institutului austriac de știință și tehnologie , un proiect ambițios demarat la propunerea sa. Este un cititor pasionat al Ghidului autostopist al lui Douglas Adams pentru galaxie , până la punctul de a-și numi barca 42. ^[1]

În 2005, ziarul britanic New Statesmen l-a catalogat drept unul dintre „ cei 10 oameni care ar putea schimba lumea ”. ^[2]

În 2010 a primit Premiul Wolf pentru fizică. ^[3] și în 2011 Medalia Isaac Newton , acordată de Institutul de Fizică din Londra . ^[4]

Interferometria neutronică

Ca membru al echipei conducătorului tezei sale, Helmut Rauch , la Universitatea Tehnică din Viena , Zeilinger a participat la numeroase experimente de interferometrie cu neutroni la Institutul Laue-Langevin (ILL) din Grenoble . Primul său dintre aceste experimente a confirmat imediat o predicție fundamentală a mecanicii cuantice, schimbarea semnului în faza unui spinor ca urmare a unei rotații de 360 ​​°. Aceasta a fost urmată de prima realizare experimentală a unei suprapuneri coerente de rotire a undelor de materie .

Și-a continuat activitatea în interferometrie cu neutroni la MIT cu Clifford G. Shull ( Premiul Nobel pentru fizică în 1955 ), concentrându-se în special pe efectele dinamice de difracție a neutronilor în cristale perfecte, datorită suprapunerilor coerente cu mai multe unde. După întoarcerea sa în Europa, a realizat un interferometru de neutroni foarte rece care anticipa experimentele ulterioare cu atomi. Astfel de experimente au inclus un test mai precis al liniarității mecanicii cuantice și un experiment cu dublă fantă cu un singur neutron în aparat la un moment dat. De fapt, în acel experiment, în timp ce se înregistra sosirea unui neutron, următorul neutron locuia încă în nucleul de uraniu , așteptând să aibă loc fisiunea .

Legatura cuantica

La sfârșitul anilor 1980, Zeilinger a devenit interesat de încurcarea cuantică . Această lucrare a produs cele mai importante rezultate și a deschis noul domeniu al teleportării cuantice, calculului cuantic și criptografiei cuantice .

Împreună cu Daniel Greenberger și Michael Horne , Zeilinger a scris primul articol despre încurcarea cuantică cu mai mult de două particule. Teorema rezultată, numită GHZ , a fost fundamentală pentru fizica cuantică, deoarece oferă cea mai succintă contradicție între principiul localității și predicțiile mecanicii cuantice. Mai mult, statele GHZ constituie primul exemplu de încurcătură cu mai multe particule investigat vreodată. Astfel de stări au devenit esențiale în informațiile cuantice. Statele GHZ sunt acum, de asemenea, o voce a codurilor PACS .

În calitate de profesor la Universitatea din Innsbruck , Zeilinger a început experimentele pe fotoni în state încurcate . Scopul său, de la începutul anilor '90 încoace, de a demonstra contradicția GHZ, a avut în cele din urmă succes în 1998 .

Pe parcurs, Zeilinger a dezvoltat multe noi instrumente pentru fizica fotonilor încurcați, de exemplu o sursă puternică de fotoni încurcați în ceea ce privește polarizarea, tehnici pentru identificarea stărilor Bell și metode de producere a unei emisii coerente a mai mult de un cuplu încurcat de un cristal. . Tehnologia rezultată i-a permis să efectueze o serie de experimente cuantice timpurii cu fotoni încurcați. Prima utilizare a încâlcirii în orice protocol de informații cuantice a fost demonstrarea codului hiperdens. Realizările sale includ, de asemenea, prima criptografie bazată pe încurcarea, primul experiment de teleportare cuantică a unui foton independent, prima realizare a schimbului de încurcături și experimentul care închide cercul vicios al comunicării într-un test de inegalitate Bell .

Din 2000, cercetările lui Zeilinger s-au concentrat pe calculul cuantic bazat pe optică , dezvoltarea criptografiei cuantice bazate pe încurcarea și experimentele cu perechi de fotoni încurcați pe distanțe foarte mari. În experimentele de calcul cuantic bazate pe optică, Zeilinger și echipa sa au fost primii care au demonstrat o serie de proceduri de bază, cum ar fi purificarea încurcării și porțile cuantice specifice. Acest lucru a culminat cu primele demonstrații de calcul cuantic unidirecțional, cel mai recent incluzând controlul activ ultrarapid. Schema de calcul cuantic cu sens unic a fost utilizată pentru a implementa algoritmul de căutare al lui Grover și diverse jocuri cuantice, inclusiv dilema prizonierului .

În criptografia cuantică , grupul Zeilinger dezvoltă un prototip în colaborare cu industria. în timp ce majoritatea comunității lucrau la o schemă mult mai simplă folosind impulsuri laser slabe, Zeilinger și-a bazat abordarea doar pe scheme mai complicate folosind fotoni încurcați. O demonstrație recentă că încurcarea este o condiție necesară pentru securitatea canalului cuantic confirmă corectitudinea acestei alegeri.

Experimentele lui Zeilinger privind distribuția încurcăturii pe distanțe mari au început atât cu comunicarea prin spațiu liber, cât și prin fibră optică și cu teleportarea între laboratoarele situate pe laturile opuse ale fluviului Dunărea . Acest lucru a fost extins la distanțe mai mari prin orașul Viena și, în 2012 , până la 147 km între două din Insulele Canare , depășind măsura stabilită cu câteva zile mai devreme de o echipă chineză și deschizând calea comunicării cuantice cu sateliții. . ^[5] . Visul lui a fost să sară lumina încurcată de la sateliții care orbitează. El a reușit cu un experiment în Italia cu Observatorul Matera Laser Ranging ^[6] .

O consecință importantă și fundamentală a acestor experimente a fost primul test, în 2007 , al unei teorii realiste nelocale propusă de Anthony James Leggett, care depășește semnificativ dincolo de teorema lui Bell . În timp ce Bell a arătat că o teorie locală și realistă contrazice mecanica cuantică, Leggett a considerat teorii realiste nelocale în care se presupune că fotonii individuali poartă polarizarea. Inegalitatea rezultată sa dovedit a fi încălcată în experimentele de grup ale lui Zeilinger.

Interferometria atomilor și macromoleculelor

În paralel cu lucrările privind încurcarea cuantică cu fotoni, la începutul anilor nouăzeci Zeilinger a început experimentele în domeniul opticii atomice. El a dezvoltat o serie de modalități de manipulare coerentă a fasciculelor atomice, dintre care multe, la fel ca schimbarea energiei coerente a unei unde atomice de Broglie după difracția față de o undă luminoasă modulată în timp, au devenit elementele de bază ale experimentelor actuale pe atomi ultracold .

În 1999 , Zeilinger a abandonat optica atomică pentru experimentele cu macromolecule fulerene foarte complexe și masive. Demonstrația cu succes a interferenței cuantice pentru moleculele fullerene C ₆₀ și C ₇₀ a deschis un domeniu de cercetare foarte activ. Constatările cheie includ cel mai precis studiu cantitativ al radiației termice și decoerenței coliziunilor atomice și prima interferență cuantică dintre macromoleculele biologice complexe. Această activitate continuă cu Markus Arndt .

Optomecanica cuantică

În 2005 , Zeilinger și grupul său au început o nouă linie de cercetare, fizica cuantică a microlevei mecanice. Grupul a fost primul care a demonstrat experimental auto-răcirea unei micro-oglinzi sub efectul presiunii radiației, adică fără feedback. Acest fenomen poate fi văzut ca o consecință a cuplării unui sistem mecanic cu entropie ridicată cu un câmp de radiații cu entropie scăzută. Această activitate continuă acum cu Markus Aspelmeyer .

Onoruri

	Medalie pentru științe și arte
	- 2001

	Marea Cruce de Merit cu plăcuța Ordinului de Merit al Germaniei
	- 2009

Notă

Bibliografie

• Anton Zeilinger, Vălul lui Einstein - Noua lume a mecanicii cuantice , Einaudi , 2005
• Anton Zeilinger, Dansul fotonilor. De la Einstein la teleportarea cuantică , Editions Code , 2012

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Anton Zeilinger

linkuri externe

• (EN) Anton Zeilinger , de la Mathematics Genealogia Project , North Dakota State University.
• ( EN ) Bibliografie de Anton Zeilinger , pe Internet Speculative Fiction Database , Al von Ruff.
• Pagina de pornire a Zeilinger , pe quantum.at .
• Teleportarea cuantică de Zeilinger , actualizarea din 2003 a articolului Scientific American din 2000.
• Es stellt sich letztlich heraus, dass Information ein wesentlicher Grundbaustein der Welt ist , în germană , interviu cu Zeilinger de Andrea Naica-Loebell
• Acțiune înfricoșătoare și dincolo de un interviu cu Anton Zeilinger la signandsight.com
• Conferință susținută ca prim beneficiar al Medalii Isaac Newton , Institutul de Fizică , 17 iunie 2008, (68 min 25 sec). Pe pagina legată, într-un al doilea videoclip, prof. Zeilinger vorbește cu alții despre viața sa personală.
• Anton Zeilinger la festivalul Quantum to Cosmos de la Perimeter Institute for Theoretical Physics , cu Katherine Freese , Leo Kadanoff , Lawrence Krauss , Neil Turok , Sean M. Carroll , Gino Segrè , Andrew White și David Tong .

Portal Biografii

Portalul de fizică