פרס נובל לפיסיקה לפורצי דרך בתחום האופטיקה הקוונטית: סרג' הרוש ודייויד ויינלאנד

במסיבת העיתונאים ששודרה באתר פרס נובל, הודגש כי המחקרים הללו עשויים להביא יום אחד לפיתוח מחשבים קוונטיים.

פרס נובל לפיסיקה לשנת 2012 הוענק לשני חוקרים חלוצים בתחום האופטיקה הקוונטית - השליטה המדויקת בפוטונים, היחידות הבסיסיות של האור. סרג' הרוש הצרפתי ודייויד וויינלנד האמריקני יחלקו בפרס, ששוויו 1.5 מיליון אירו. זאת בניגוד להערכות הראשוניות שדיברו על הענקת פרס למגלי בוזון היגס.

במסיבת העיתונאים ששודרה באתר פרס נובל, הודגש כי המחקרים הללו עשויים להביא יום אחד לפיתוח מחשבים קוונטיים.
הרוש נודע כאשר סיפק הוכחה לתופעת הדה-קוהרנטיות הקוונטית בניסויים, ביחד עם עמיתיו ב-École Normale Supérieure בפריס בשנת 1996.

ואילו וויינלנד עובד במכון התקנים האמריקני (NISTׁ) במעבדה לפיסיקה בבולדר קולורדו. מחקריו כוללים התקדמות בתחום האופטיקה, בפרט בתחום קירור של יונים באמצעות לייזר במלכודות פאול, ושימוש ביונים הלכודים כדי לבצע פעולות מיחשוב קוונטיות.
עבודותיהם בתחום האופטיקה הקוונטית עוסקים בפוטונים וביונים בודדים, יחידות הבסיס של האור מצד אחד והחומר מצד שני. המחקרים שלהם, קובעים בועדת פרס נובל, עשויים להוביל לקידום תחומי התקשורת והמיחשוב.

"הפרס ניתן לוויינלאנד ולהרוש בשל שיטות ניסוי פורצות דרך שמאפשרות להם למדוד ולטפל במערכות קוונטיות פרטניות."

האור והחומר, בקנה המידה הזעיר של חלקיק בודד מתנהגים בדרכים מפתיעות כחלק ממה שאנו מכנים בשם מכניקת הקוונטים. מחקרים באור ובחומר ברמה זו היו בלתי ניתנים לביצוע ואפילו לא ניתן היה לחלום עליהם לפני שהשניים פיחו פתרונות ללכוד, לטפל ולמדוד פוטונים ויונים בודדים, דבר שאיפשר להם תובנה לעולמות המיקרוסקופיים שפעם היו מוכרים רק לתיאורטיקנים.

מחקריהם יאפשרו לפתח יישומים של שעונים מבוססי אור שיהיו יותר מדויקים מהשעונים האטומיים הנמצאים היום בליבם של מערכות העסקים (למשל בלוויני ה-GPS), וכן את תחום המיחשוב הקוונטי שעשוי, אם יצליחו להתגבר על המון מכשולים אחרים - לגרום מהפכה במיחשוב הביתי והעסקי כפי שאנו מכירים אותו.

מהבחינה המדעית ההישג החשוב של השניים הוא שהטכניקות שלהן מאפשרות לשמור את מצבם הקוונטי של פוטונים ויונים בהתאמה, שבמשך עשרות שנים ניסו מדענים למדוד במעבדה, וכך ניתן לבחון את הרעיונות של מכניקת הקוונטים על בסיס ניסויי מוצק. בין היתר מדובר בתופעת הסיבוך הקוונטי - הקשר בין שני חלקיקים מרוחקים, וכן את 'הקוד הבלתי ניתן לפיצוח' של ההצפנה הקוונטית. תופעה נוספת היא הדה-קוהרנטיות הקוונטית שבה התכונות הקוונטיות נעלמות כתוצאה מאינטראקציות עם חומר אחר.

מדובר בפרס השני בתחום האופטיקה בשנים האחרונות תחום ה הדה-קוהרנטיות הקוונטית נכלל בין זוכי פרס נובל לפיסיקה לשנת 2005.

במסיבת העיתונאים ששודרה באתר פרס נובל אמר הרוש: "אני בר מזל, הייתי ברחוב כאשר התקשרתם והתיישבתי מיד על ספסל. לא ציפיתי לפרס השנה."