"Alain Aspect, John Clauser och Anton Zeilinger har var och en gjort banbrytande experiment med sammanflätade kvanttillstånd, där två partiklar hör ihop i en enhet även när de är separerade. Med sina resultat har de berett vägen för ny teknologi byggd på kvantinformation", skriver Kungl. Vetenskapsakademien.
Kvantmekanikens svårgripbara effekter börjar få tillämpningar. I dag finns ett stort forskningsfält som handlar om bland annat kvantdatorer, kvantnätverk och avlyssningssäker kvantkrypterad kommunikation.
En av nycklarna till denna utveckling är att kvantmekaniken tillåter två eller flera partiklar att vara i något som kallas sammanflätat tillstånd. Det som händer med en av partiklarna i ett sammanflätat partikelpar avgör ödet för den andra partikeln, även om den befinner sig på stort avstånd.
Frågan var länge om sambandet kan bero på att partiklarna i ett sammanflätat par innehåller dolda variabler, instruktioner som talar om för dem vilket utfall de ska ge i ett experiment. På 1960-talet utvecklade John Stewart Bell den olikhet som bär hans namn. Den säger att om det finns dolda variabler kan sambandet mellan utfallen av ett stort antal mätningar aldrig överskrida ett visst värde. Kvantmekaniken förutsäger däremot att en viss typ av experiment kommer att bryta mot Bells olikhet och därmed ge ett starkare samband än som annars är möjligt.
John Clauser vidareutvecklade John Bells idéer till ett praktiskt genomförbart experiment. När han gjorde sina mätningar stödde resultatet kvantmekaniken, genom att tydligt bryta mot en Bellolikhet. Det innebär att kvant-mekaniken inte kan ersättas med en teori med dolda variabler.
Vissa kryphål fanns fortfarande kvar efter John Clausers experiment. Alain Aspect utvecklade experimentet och använde det för att täppa till ett viktigt kryphål. Han kunde växla inställningarna för mätningen efter att ett sammanflätat par hade lämnat sin källa, för att inte arrangemanget som rådde när de skickades ut skulle kunna påverka utfallet.
Med förfinade verktyg kunde Anton Zeilinger börja använda sammanflätade kvanttillstånd i en lång serie olika experiment. Hans forskargrupp demonstrerade till exempel ett fenomen som kallas kvantteleportation, vilket gör det möjligt att flytta ett kvanttillstånd från en partikel till en annan som befinner sig långt borta.
– På senare år har det blivit alltmer tydligt att en ny typ av kvantteknologi håller på att växa fram. Vi ser nu att pristagarnas arbete med sammanflätade tillstånd är viktigt även bortom de fundamentala frågorna om hur kvantmekaniken ska tolkas, säger Anders Irbäck, ord-förande i Nobelkommittén för fysik, i ett uttalande.
