מחקריהם של זוכי פרס הנובל עשויים להוביל לקידום המיחשוב הקוונטי

האקדמיה המלכותית השבדית למדעים החליטה להעניק את פרס נובל לפיזיקה לשנת 2012 לסרז' הרוש, ראש חוג בקולז' דה פראנס בפריז, ולדיוויד ווינלנד ממכון התקנים האמריקני – עבור "פיתוח שיטות פורצות דרך שתאפשר מדידה ומניפולציה של מערכות קוונטיות אינדיבידואליות", כך על פי הודעה שפרסמה הוועדה האחראית על הפרס.

"עבודותיהם בתחום האופטיקה הקוונטית עוסקות בפוטונים וביונים בודדים, יחידות הבסיס של האור מצד אחד והחומר מצד שני. מחקריהם עשויים להוביל לקידום תחומי התקשורת והמיחשוב", נאמר במסיבת העיתונאים לרגל ההודעה על הפרס.

הרוש ו-ווינלנד פיתחו בנפרד שיטות למדידה וטיפול בחלקיקים בודדים, תוך שמירת הטבע של מכניקת הקוונטים, בדרכים שקודם נחשבו לבלתי אפשריות. חתני פרס נובל פתחו את הדרך לעידן חדש של ניסויים בפיזיקת הקוונטים באמצעות הדגמת תצפיות ישירות של חלקיקים קוונטיים אינדיבידואליים – מבלי להרוס אותם.

עבור חלקיק בודד של אור או חומר חוקי הפיזיקה הקלאסית חדלים להתקיים, ופיזיקת הקוונטים נוטלת שליטה. אולם חלקיקים בודדים אינם ניתנים בקלות לבידוד מסביבתם, והם מאבדים את תכונותיהם ברגע שהם מקיימים קשר עם העולם החיצוני. עבור רבים, הדבר נראה כתופעה מוזרה, אך היא נחזתה על ידי פיזיקת הקוונטים ואינה ניתנת לצפייה ישירה. לפיכך, החוקרים יכלו רק לצפות בה בניסויים שעשויים לשחזר את התופעות הללו.

מחקריהם של שני הזוכים בתחום האופטיקה הקוונטית בחנו את האינטראקציות הבסיסיות בין אור וחומר, שדה שראה התקדמות רבה החל מאמצע שנות השמונים. השיטות החדשות אפשרו את התפתחות תחום המיחשוב המבוסס על מכניקת הקוונטים. ייתכן, כי המיחשוב הקוונטי ישנה את חיי היום יום במאה ה-21 באותה דרך שבה השפיע המיחשוב הקלאסי במאה הקודמת.

המחקרים גם הובילו לפיתוח שעונים אטומיים מדויקים במיוחד שיוכלו להפוך ליסוד העתידי של מדידת הזמנים ויהיו מדויקים יותר משעוני הצזיום של היום. שעונים אטומיים נמצאים בליבה של הכלכלה, שכן הם מסייעים לדיוקם הרב של מערכות ה-GPS, ניווט מטוסים ובייצור מוצרים הדורשים תזמון מדויק.